(57)【要約】【課題】アルミニウム製の配線電極を用いた低コスト構成でありながら、配線電極と太陽電池セルとの間の導電接続性を良好に維持可能な太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】  受光面（２０ｂ）と反対側の裏面（２０ｃ）に接続電極（２０ａ）が設けられた太陽電池セル（２０）と、太陽電池セル（２０）の裏面と対向配置され、接続電極（２０ａ）と対向する位置に接続電極（２０ａ）を配線するための配線回路（５３）が設けられた配線基板（５０）と、接続電極（２０ａ）と配線回路（５３）とを電気的に接続する導電接合材（４０）と、を備え、配線回路（５３）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、導電接合材（４０）は、導電性炭素粒子が分散した樹脂からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と反対側の裏面に接続電極が設けられた太陽電池セルと、
前記太陽電池セルの前記裏面と対向配置され、前記接続電極と対向する位置に前記接続電極を配線するための配線用電極が設けられた配線基板と、
前記接続電極と前記配線用電極とを電気的に接続する導電接合材と、を備え、
前記配線用電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、
前記導電接合材は、導電性炭素粒子が分散した樹脂からなることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池セルと前記配線基板との間に介装された封止材を備え、
前記導電接合材の高さは、前記封止材の厚みより高い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】
前記導電接合材は、銀、銅、スズ、及び鉛からなる粒子の少なくともいずれかをさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記導電接合材は、銀ペーストの硬化物、銅ペーストの硬化物、及びはんだの少なくともいずれかからなる層と、導電性カーボンペーストの硬化物からなる層との積層体であり、導電性カーボンペーストの硬化物からなる層が前記配線用電極に接することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記太陽電池セルと前記配線基板との間に介装された封止材を備え、
前記封止材は、ポリオレフィン系の樹脂からなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
前記ポリオレフィン系の樹脂は、直鎖状低密度ポリエチレンであ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】
前記配線基板は、前記配線電極を支持する基材を備え、
前記基材の水蒸気透過率は、１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項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、太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルが発電した電気は、その受光側表面に張り巡らされたインターコネクタを通じて集約されている。しかしながら、インターコネクタが太陽電池セルの受光面の一部を覆い隠すため、太陽電池セルの発電効率が低下する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ｎ型電極とｐ型電極の両電極を受光面と反対側の裏面に設置したバックコンタクト方式の太陽電池モジュールを提案している。このバックコンタクト方式の太陽電池モジュールは、受光面と反対側の裏面で接続可能であり、受光面を覆うことなく発電効率の低下を防止できる。
【０００３】
このようなバックコンタクト方式の太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの受光面と反対側の裏面に配線基板が対向配置され、その配線基板に配線パターンを形成する金属箔を被着した積層体がインターコネクタの代替の配線回路（配線用電極）として設けられている。配線回路を形成する金属は、導電性の面から一般的に銅が用いられている。
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が提案されている（特許文献２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０１１８６９号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１４６４１４号
【特許文献３】特開２０１３−２０７２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
銅を用いた回路においては、回路とｎ型電極、ｐ型電極（接続電極）とを電気的に接続する導電接合材として、はんだや銀ペーストが一般的に用いられる。導電接合材と配線回路との間の接続抵抗により太陽電池の出力は低下するため、接続抵抗をできるだけ小さくする必要がある。しかしながら、アルミニウムを用いた回路は、アルミニウム表面の酸化被膜のため、はんだとの間の接続抵抗は非常に大きく、はんだを導電接合材に使用することは現実的ではない。また、導電接合材に銀ペーストを使用した場合も、銅を用いた配線回路に比較して接続抵抗が非常に大きくなってしまう。これは特に湿熱環境下での使用で顕著であり、接続した当初は低い接続抵抗であっても、経時で接続抵抗が急速に上昇してゆき、湿熱環境下での長期信頼性が求められる太陽電池には用いることができない。
【０００６】
また、このような問題に対して、アルミニウムを用いた配線回路（配線用電極）の表面を銅やニッケルでめっきすることで、導電接続性を向上させることができるが、この場合高コストになり、アルミニウムを回路材料に使用する利点が薄れてしまう。
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、アルミニウム製の配線用電極を用いた低コスト構成でありながら、配線回路と太陽電池セルとの間の導電接続性を良好に維持可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、受光面と反対側の裏面に接続電極が設けられた太陽電池セルと、太陽電池セルの裏面と対向配置され、接続電極と対向する位置に接続電極を配線するための配線用電極が設けられた配線基板と、接続電極と配線用電極とを電気的に接続する導電接合材と、を備え、配線用電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、導電接合材は、導電性炭素粒子が分散した樹脂からなることを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、導電接合材の高さは、太陽電池セルと配線基板との間に介装される封止材の厚みより高いことを特徴とする。
さらに、本発明の他の態様は、導電接合材は、銀、銅、スズ、及び鉛からなる粒子の少なくともいずれかをさらに含む。
【０００８】
また、本発明の他の態様は、導電接合材は、銀ペーストの硬化物、銅ペーストの硬化物、及びはんだの少なくともいずれかからなる層と、導電性カーボンペーストの硬化物からなる層との積層体であり、導電性カーボンペーストの硬化物からなる層が配線用電極に接することを特徴とする。
さらに、本発明の他の態様は、太陽電池セルと配線基板との間に介装された封止材を備え、封止材は、ポリオレフィン系の樹脂からなることを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、ポリオレフィン系の樹脂は、直鎖状低密度ポリエチレンであることを特徴とする。
さらに、本発明の他の態様は、配線基板は、配線用電極を支持する基材を備え、基材の水蒸気透過率は、１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一態様によれば、配線用電極にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた場合においても、接続電極と配線用電極との導電接続性を良好に維持することが可能となる。そのため、アルミニウム製の配線用電極を用いた低コスト構成でありながら、配線用電極と太陽電池セルとの間の導電接続性を良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの構成の一例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電極部の一例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モジュールの構成の、別の一例を示す模式的な断面図である。
【図４】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの構成の、別の一例を示す模式的な断面図である。
【図５】本発明の実施形態の変形例である太陽電池モジュールの構成の、別の一例を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施形態の変形例である太陽電池モジュールの構成の、別の一例を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、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。
（構成）
図１に示すように、太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２０と、太陽電池セル２０の受光面２０ｂと反対側の面（以下、「裏面２０ｃ」とも呼ぶ）と対向配置された配線基板５０と、配線基板５０と太陽電池セル２０との上に積層されて太陽電池セル２０を封止する封止材３０と、配線基板５０と太陽電池セル２０とを電気的に接続する導電接合材４０と、封止材３０上に積層された透光性基板６０と、を備える。これにより、太陽電池モジュール１は、バックコンタクト方式の太陽電池モジュールを形成する。
【００１２】
太陽電池セル２０は、受光面２０ｂから入射された光を光電変換して発電を行う。なお、太陽電池セル２０としては、受光面２０ｂと反対側の裏面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、適宜の方式のものを採用することができる。図１では、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。
接続電極２０ａは、例えば、直径ｗ２０ａの円形に形成されている。また、接続電極２０ａの材質としては、例えば、銀ペーストを焼成したものを採用することができる。なお、各接続電極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。
また、太陽電池セル２０の平面視形状は、図２に二点鎖線で示すように、例えば、矩形状等の適宜の平面視形状を採用することができる。
【００１３】
図１、図２では、模式図のため、図示を簡略化しているが、太陽電池モジュール１には、複数の太陽電池セル２０が内装されている。すなわち、複数の太陽電池セル２０が、配線基板５０に隙間をあけて配置されている。本実施形態では、図示を省略しているが、図１の図示左右方向及び図示奥行き方向に複数の太陽電池セル２０が、隙間をあけつつ配列されている。これにより、平面視矩形格子状をなして配置されている。
配線基板５０は、図１に示すように、耐候性樹脂層５４、基材５１（基材）、絶縁性接着剤層５２、配線回路５３（配線用電極）が、この順に積層されたものである。
配線回路５３は、接続電極２０ａを配線するための配線パターンを形成する。配線回路５３の平面視形状は、太陽電池セル２０の接続電極２０ａそれぞれの配置に応じて設計された、適宜の平面視形状を採用することができる。配線回路５３は、絶縁性接着剤層５２を介して基材５１に積層され、基材５１と一体に接着されている。
【００１４】
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５３ａ１、５３ａ２、５３ａ３、５３ａ４が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部５３Ａと、略一定の線幅を有する４つの線状部５３ｂ１、５３ｂ２、５３ｂ３、５３ｂ４が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部５３Ｂとを有し、これら櫛歯状部５３Ａ、５３Ｂ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がある。
このパターンでは、櫛歯状部５３Ａ、５３Ｂは、それぞれ太陽電池セル２０の発電出力のプラス電極配線、マイナス電極配線に対応する。また、櫛歯状部５３Ａ、５３Ｂの上方（透光性基板６０側）には、図２に二点鎖線で示すように、櫛歯状部５３Ａ、５３Ｂを上方から覆う位置に太陽電池セル２０が配置される。そして、太陽電池セル２０には、各線状部５３ａ１〜５３ａ４、５３ｂ１〜５３ｂ４と対向する位置に、それぞれ３個ずつ、合計２４個の接続電極２０ａ（図２の二点鎖線参照）が設けられている。また、配線回路５３の各パターンの各線状部５３ａ１〜５３ａ４、５３ｂ１〜５３ｂ４上には、接続電極２０ａに対向する位置に後述する導電接合材４０がそれぞれ３個ずつ接着されている。
【００１５】
なお、図２に示す配線回路５３のパターンの形状、及び太陽電池セル２０の接続電極２０ａの個数、及び配置は、一例であって、これに限定されるものではない。
また、配線回路５３の材質としては、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金のうち、目的に応じて適宜なものを採用することができる。良好な電気導電性、及び耐食性を確保するためには、例えば、１０００系等の高純度アルミニウムを使用することが望ましい。また、良好な強度や加工適性を確保するためには、例えば、３０００系や８０００系等の高強度アルミニウム合金を使用することが望ましい。
【００１６】
配線回路５３の厚みは、良好な電気導電性を確保するためには厚いほうが望ましいが、材料コストの観点からは薄いほうが望ましい。具体的には、３０μｍ以上２００μｍ以下の範囲が好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下の範囲が特に好ましい。
また、配線回路５３の表面は、粗化処理を施してもよい。粗化処理の方法としては、例えば、エッチング処理、ウェットブラスト処理、サンドブラスト処理、及びこれらの複合処理等がある。配線回路５３の表面に粗化処理が施されると、導電接合材４０との接触面積が増加し、接触抵抗を小さくできる効果がある。また、アンカー効果により、封止材３０との密着性を向上させ、太陽電池モジュール１の耐久性を向上できる。
【００１７】
配線基板５０の形成方法、つまり、耐候性樹脂層５４、基材５１、絶縁性接着剤層５２、配線回路５３を積層させる方法としては、例えば、ドライラミネート法等がある。耐候性樹脂層５４と基材５１との間には、適宜の接着剤が配される。
導電接合材４０は、接続電極２０ａと配線回路５３とを電気的に接続する。導電接合材４０の材質としては、例えば、導電性炭素粒子が分散した樹脂を採用することができる。導電性炭素粒子が分散した樹脂としては、例えば、導電性炭素粒子(カーボン粉末）を熱硬化性のバインダ樹脂に分散させた導電性カーボンペーストの硬化物がある。導電性カーボンペーストの硬化物の形成方法としては、例えば、目的とする形状にカーボンペーストを成形した後にカーボンペーストを加熱してバインダ樹脂を硬化させる方法がある。導電接合材４０は、接続電極２０ａと配線回路５３との両方に接触している。
【００１８】
カーボン粉末としては、材料コストの観点からは、カーボンブラックやグラファイトが望ましい。また、良好な電気的特性を確保するためには、カーボンナノチューブを用いてもよい。バインダ樹脂としては、熱硬化性の樹脂が望ましく、例えば、エポキシ系、ポリエステル系、アクリレート系等、適宜のものから選択することができる。
また、導電性カーボンペースト（導電接合材４０）は、カーボン粉末に加え、銀、銅、スズ、及び鉛からなる粒子の少なくともいずれかをさらに含むようにしてもよい。これにより、導電接合材４０の比抵抗を低減できる。
【００１９】
このような導電性カーボンペーストとしては、市販のものを適宜に用いればよいが、接続電極２０ａと配線回路５３の電気的接続性を良好なものにするために、比抵抗が低いことが望ましい。導電性カーボンペーストの硬化物である、導電接合材４０の抵抗値は、接続電極２０ａと配線回路５３との間で１００ｍΩ以下が望ましく、１０ｍΩ以下がさらに望ましい。このような抵抗値とするために、導電接合材４０の形状と、導電性カーボンペーストの比抵抗とを調整する。従来の太陽電池モジュール１の導電接合材４０の形状と同等の形状を考えた場合には、導電性カーボンペーストの比抵抗は１Ω・ｃｍ以下が望ましく、さらには、０．１Ω・ｃｍ以下が望ましいと考えられる。
【００２０】
また、接続電極２０ａと導電接合材４０との間の接続抵抗、及び配線回路５３と導電接合材４０との間の接続抵抗は、低いことが望ましい。導電接合材４０の抵抗にもよるが、接続抵抗は１００ｍΩ以下が望ましく、１０ｍΩ以下がさらに望ましい。
導電接合材４０と配線回路５３とは、アルミニウム表面に絶縁性の酸化皮膜が存在するため、次のようにして電気的に接続すると考えられる。すなわち、後述するラミネート工程での加圧により、アルミニウム（配線回路５３）が微小に変形して酸化皮膜に欠陥が発生し、発生した欠陥を通じてアルミニウム（配線回路５３）と導電接合材４０とが圧力を加えられた状態で接触し、導電接合材４０と配線回路５３とが電気的に接合する。また、導電接合材４０の導電性炭素粒子（カーボン粉末）がアルミニウム表面の酸化皮膜を突き破り、酸化皮膜の下にあるアルミニウム（配線回路５３）と導電接合材４０とが圧力を加えられた状態で接触し、導電接合材４０と配線回路５３とが電気的に接合する。
【００２１】
また、上記のような圧力を加えた状態での電気的接合では、接合当初に存在していた導電接合材４０と配線回路５３との間の圧力が、アルミニウムの応力緩和により、経時で低下する。このときに、導電接合材４０とアルミニウム（配線回路５３）との間の電位差が大きいと電解腐食が進行し、接続抵抗が大きくなってしまう。これは、湿熱環境下において、導電接合材４０とアルミニウム（配線回路５３）との接点付近に、水が進入してくると激しく進み、さらに水に酸素や二酸化炭素が溶解するとより激しく進む。導電接合材４０として、従来用いられている銀ペーストの硬化物を用いると、銀とアルミニウムとの電位差が大きいため、湿熱環境で長期間使用すると電解腐食が進行し、接続抵抗が大きくなると考えられる。これに対し、本実施形態において導電接合材４０として用いる導電性炭素粒子（カーボン粉末）は、アルミニウムとの電位差が小さいため電解腐食の進行が小さく、湿熱環境で長期間使用しても接続抵抗の上昇を小さく抑えることができる。
【００２２】
耐候性樹脂層５４は、配線基板５０の積層方向における外表面を構成して、基材５１、絶縁性接着剤層５２、及び配線回路５３を保護する。耐候性樹脂層５４の材質としては、例えば、耐湿熱性や紫外線遮断性に優れた、適宜の樹脂材料を採用することができる。樹脂材料としては、例えば、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂がある。これらの樹脂は、単独で用いてもよく、また酸化チタン・シリカ等のフィラーを添加して用いてもよい。耐候性樹脂層５４は、耐候性樹脂のフィルムを基材５１にラミネートして設けてもよく、またコーティングにより基材５１に直接設けてもよい。
【００２３】
基材５１は、耐候性樹脂層５４上に積層され、絶縁性接着剤層５２を介して配線回路５３を支持する。基材５１としては、可撓性を有するシート状部材であることが好ましい。また、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、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できる。
基材５１の材質としては、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、スチレン等の樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を採用することができる。この中でも、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が性能とコストのバランスの観点から好ましい。また、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、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を混入した材料を使用することもできる。
【００２４】
また、基材５１としては、単一の樹脂材料からなるものだけでなく、例えば、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムや、上記の樹脂材料からなる層と後述するバリアフィルムのような機能層とを積層させた複合積層フィルムを採用することもできる。
基材５１が太陽電池モジュール１の外表面として必要な強度や耐候性を有する場合には、耐候性樹脂層５４を削除し、基材５１が耐候性樹脂層５４を兼ねる構成としてもよい。
また、基材５１は、外部環境から太陽電池モジュール１の内部に水、酸素、二酸化炭素等が侵入してくることを抑制する機能（以下、「バリア性」とも呼ぶ）を有することが望ましい。基材５１がバリア性を有するためには、例えば、バリアフィルムや、樹脂フィルムとバリアフィルムとの複合積層フィルムを使用することが望ましい。バリアフィルムの材質としては、例えば、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、及び樹脂フィルム上にアルミナやシリカ等を蒸着したフィルムを採用することができる。
【００２５】
基材５１がバリア性を有すれば、湿熱環境下でも、太陽電池モジュール１の内部への水、酸素、二酸化炭素等の侵入を抑制できる。そのため、導電接合材４０とアルミニウム（配線回路５３）との接点付近の電解腐食を抑制でき、接続抵抗の上昇を抑制できる。バリアフィルムのバリア性としては、水蒸気透過率にして１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下であることが、導電接合材４０と配線回路５３の電気的接続性を保持する観点から望ましい。
絶縁性接着剤層５２は、基材５１の表面に、配線回路５３を固定する。絶縁性接着剤層５２の材質としては、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たものを採用できる。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硬化型接着剤等を好適に採用できる。また、段階硬化型でない接着剤を用いてもよい。
【００２６】
封止材３０は、配線基板５０と太陽電池セル２０との上に積層され、太陽電池セル２０を封止して絶縁する。封止材３０としては、熱可塑性樹脂フィルムを採用できる。
封止材３０の材質としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、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）等からなるフィルム材を採用できる。この中でも、ポリオレフィン系樹脂が特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、エチレン、プロピレン、１−ブテン、イソブチレン、２−メチル−１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセン等のα−オレフィンや、酢酸ビニル、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、無水マレイン酸等の不飽和モノマーのうち１種類または２種類以上を共重合したものを採用できる。柔軟性等の機械特性、また、融点やメルトフローレート等加工適性等の観点からエチレン／α−オレフィン共重合体が好ましく、特に直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が好ましい。
【００２７】
封止材３０は、湿熱環境下で加水分解によるカルボン酸の発生が少ないことが望ましい。本実施形態では、配線回路５３にアルミニウムを用いるため、カルボン酸の発生が大きい材料を用いると接続電極２０ａの電解腐食が大きくなる可能性がある。ＬＬＤＰＥ等のポリオレフィン系樹脂では、湿熱環境下でも加水分解によるカルボン酸の発生が少ないため、特に好適であると考えられる。また、封止材３０のうち、透明封止材シート３１及び３２両方がポリオレフィン系樹脂であることが望ましいが、接続電極２０ａに直接接する封止材シート３２のみにポリオレフィン系樹脂を用い、透明封止材シート３１には、例えば、ＥＶＡ等のカルボン酸を比較的発生しやすい樹脂を用いる構成も可能である。
【００２８】
また、封止材３０には、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定化剤、二酸化炭素捕捉剤等の各種添加剤を含むようにしてもよい。特に、二酸化炭素捕捉剤を含むようにした場合、太陽電池モジュール１内の二酸化炭素濃度を低減できる。そのため、導電接合材４０とアルミニウム（配線回路５３）との接点付近の電解腐食の防止の観点から望ましい。
封止材３０は、図１に示すように、上記のような熱可塑性樹脂フィルムで構成される封止材シート３２、透明封止材シート３１によって、太陽電池セル２０を挟み込んでラミネート加工することにより形成されている。
【００２９】
封止材シート３２は、太陽電池セル２０と配線基板５０との間に介挿され、太陽電池セル２０を裏面２０ｃ側から封止する。封止材シート３２は、太陽電池セル２０の受光面２０ｂよりも配線基板５０側の封止材３０の領域を形成するため、光透過性を要しない。このため、封止材シート３２の材質としては、例えば、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できる。例えば、適宜色を有する色材を含む色付きフィルム、例えば、黒色フィルムや白色フィルム等を好適に使用することができる。
封止材シート３２として、黒色フィルムや白色フィルム等の色付きフィルムをした場合、配線基板５０の表面が太陽電池セル２０間の隙間を通して透光性基板６０側から視認できなくなる。そのため、太陽電池モジュール１の意匠性を向上することができる。
【００３０】
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。透明封止材シート３１は、太陽電池セル２０の受光面２０ｂよりも透光性基板６０側の封止材３０の領域を形成するため、光透過性を要する。このため、透明封止材シート３１の材質としては、例えば、光透過性を有する種々の透明フィルムを採用することができる。
透光性基板６０は、入射光を太陽電池セル２０の受光面２０ｂに導くとともに、耐候性樹脂層５４と反対側の外表面を構成する部材である。透光性基板６０の材質としては、例えば、光線透過性、耐候性、強度の観点から強化ガラス板が望ましい。また、例えば、フッ素系樹脂やアクリル系樹脂等のプラスチック板やシートを用いることができる。
【００３１】
（製造方法）
次に、太陽電池モジュール１の製造方法について説明する。
配線基板５０上に、導電性カーボンペーストを、導電接合材４０（配線パターン）の形状に塗布する。導電性カーボンペーストの塗布方法としては、例えば、スクリーン印刷やステンシル印刷等、任意のパターンを形成可能な印刷方法を採用することができる。
続いて、導電性カーボンペーストの塗布が終了すると、導電性カーボンペーストが塗布された配線基板５０、封止材シート３２、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、及び透光性基板６０を、この順に重ねて配置する。その際、接続電極２０ａと導電性カーボンペースト（導電接合材４０）とが接触するように、封止材シート３２には、導電接合材４０が位置する箇所に導電接合材４０が少なくとも貫通可能な大きさの穴をあけておく。
【００３２】
続いて、ラミネーターを用い、真空下で、配線基板５０、封止材シート３２、太陽電池セル２０、透明封止材シート３１、及び透光性基板６０の積層体を加熱しつつ積層方向に加圧する真空加圧ラミネート（以下、「ラミネート工程」とも呼ぶ）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する温度であるとともに、導電接合材４０が硬化し、接続電極２０ａと配線回路５３とが電気的に接合する加熱温度、加圧力とする。
ラミネート工程での加熱により、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する。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する。これにより、太陽電池セル２０の外周部が封止され、配線基板５０と透光性基板６０との間に封止材３０の層が形成される。
【００３３】
また、ラミネート工程での加圧により、配線回路５３が微小に変形して配線回路５３（アルミニウム）表面の酸化皮膜に欠陥が発生し、酸化皮膜の下にあるアルミニウムと導電接合材４０とが接触する。これにより、導電接合材４０と配線回路５３とが電気的に接合する。さらに、導電接合材４０の導電性炭素粒子（カーボン粉末）が配線回路５３（アルミニウム）表面の酸化皮膜を突き破り、酸化皮膜の下にあるアルミニウムと導電接合材４０とが接触する。これにより、導電接合材４０と配線回路５３とが電気的に接合する。
そして、ラミネート工程が終了すると、各層、各部材２０、３０、４０、５０、６０間が接着された状態で固化する。これにより、太陽電池モジュール１が形成される。
このようなラミネート工程は、通常１３０℃〜２００℃の温度で、５分〜３０分かけて行われる。そして、真空加圧ラミネートが行われている間、封止材シート３２の軟化変形と、導電接合材４０の硬化とが同時に行われる。それゆえ、導電接合材４０の硬化条件によっては、導電接合材４０が充分に硬化する前に、封止材シート３２の軟化変形により導電接合材４０が変形したり断線したりする恐れがある。そのため、導電接合材４０の硬化条件は、封止材シート３２の軟化変形に影響されないように設計する必要がある。
【００３４】
また、導電接合材４０の高さは、図３に示すように、封止材シート３２の厚みより高くしてもよい。これにより、ラミネート工程での加圧時における、アルミニウムの変形を大きくすることができ、表面酸化皮膜の欠陥を増やすことができる、ないしは導電接合材４０の導電性炭素粒子が酸化皮膜を突き破りやすくすることができる。このような形状とするためには、導電接合材４０を印刷によって設ける際に、印刷パターン（導電性カーボンペースト）の高さを封止材シート３２の厚みより高くすればよい。また、印刷パターンの高さが封止材シート３２の厚み以下であっても、封止材シート３２の、導電接合材４０が位置する箇所にあける穴を大きくすることで、図４に示すように、導電接合材４０の周辺の封止材シート３２の厚みを小さくでき、導電接合材４０の高さを相対的に高くできる。
導電接合材４０として導電性カーボンペーストの硬化物を用いることには、次のような利点もある。導電接合材４０として、従来構成では銀ペーストの硬化物が用いられているが、それを安価な導電性カーボンペーストの硬化物に置換することで、さらに低コストの太陽電池モジュールとすることができる。
【００３５】
（本実施形態の効果）
本実施形態は、以下の効果を奏する。
（１）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、受光面２０ｂと反対側の裏面２０ｃに接続電極２０ａが設けられた太陽電池セル２０と、太陽電池セル２０の裏面２０ｃと対向配置され、接続電極２０ａと対向する位置に接続電極２０ａを配線するための配線回路５３（配線電極）が設けられた配線基板５０と、接続電極２０ａと配線回路５３（配線電極）とを電気的に接続する導電接合材４０と、を備える。そして、本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、配線回路５３（配線電極）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、導電接合材４０は、導電性炭素粒子が分散した樹脂からなる。
このような構成によれば、配線回路５３にアルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた場合においても、接続電極２０ａと配線回路５３との導電接続性を良好に維持することが可能となる。そのため、アルミニウム製の配線回路５３を用いた低コスト構成でありながら、配線回路５３と太陽電池セル２０との間の導電接続性を良好に維持できる。
【００３６】
（２）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、導電接合材４０の高さは、太陽電池セル２０と配線基板５０との間に介装される封止材シート３２の厚みより高い。
このような構成によれば、ラミネート工程での加圧時における、アルミニウムの変形を大きくすることができ、表面酸化皮膜の欠陥を増やすことができる、ないしは導電接合材４０の導電性炭素粒子が酸化皮膜を突き破りやすくすることができる。
（３）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、導電接合材４０は、銀、銅、スズ、及び鉛からなる粒子の少なくともいずれかをさらに含む。
このような構成によれば、導電接合材４０の比抵抗を低減することができる。
【００３７】
（４）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、太陽電池セル２０と配線基板５０との間に介装され、ポリオレフィン系の樹脂からなる封止材シート３２を備える。
このような構成によれば、湿熱環境下での加水分解によるカルボン酸の発生を低減でき、配線回路５３にアルミニウムを用いても、接続電極２０ａの電解腐食を抑制できる。
（５）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、ポリオレフィン系の樹脂は、直鎖状低密度ポリエチレンである。
このような構成によれば、柔軟性等の機械特性や、融点等の加工適性等を向上できる。
（６）本実施形態に係る太陽電池モジュール１は、基材５１の水蒸気透過率は、１．０ｇ／ｍ２／ｄａｙ以下である。
このような構成によれば、湿熱環境下でも水、酸素、二酸化炭素等の侵入を抑制でき、導電接合材４０とアルミニウムとの電気的接続性をより適切に保持できる。
【００３８】
（変形例）
本実施形態の変形例の一つを図５に示す。本変形例では、導電接合材４０は、セル側接合材４１と裏面側接合材４２との積層体である。接続電極２０ａとは、セル側接合材４１とで接合し、配線回路５３とは、裏面側接合材４２とで接合している。セル側接合材４１は、銀ペーストの硬化物、銅ペーストの硬化物、はんだの少なくともいずれかからなる層である。裏面側接合材４２は、導電性カーボンペーストの硬化物からなる層である。このような構成によれば、セルの接続電極２０ａと導電接合材４０との電気接続性を従来のバックコンタクト方式太陽電池モジュールと同等に良好にすることができ、アルミニウムからなる配線回路５３と導電接合材４０との電気接続性も良好にすることができる。
セル側接合材４１と裏面側接合材４２は、図５では同じ断面形状をもつように示されているが、例えば、図６のようにセル側接合材４１と裏面側接合材４２は異なる断面形状を有してもよい。図６のように、裏面側接合材４２と配線回路５３の接触面積を大きくすることで、裏面側接合材４２と配線回路５３の間の接続抵抗を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の太陽電池モジュールによれば、配線回路に安価なアルミニウムを使用した場合においても、接続電極と配線回路とを導電接合材を用いて良好な接合をすることが可能となる。そのため、コスト上有利な太陽電池モジュールを提供することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１      太陽電池モジュール
２０    太陽電池セル
２０ａ  接続電極
２０ｂ  受光面
２０ｃ  裏面
３０    封止材
３１    透明封止材シート
３２    封止材シート
４０    導電接合材
４１    セル側接合材
４２    裏面側接合材
５０    配線基板
５１    基材
５２    絶縁性接着剤層
５３    配線回路
５４    耐候性樹脂層
６０    透光性基板
【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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