(57)【要約】  太陽電池モジュールは、表面を有する複数の太陽電池素子７０と、表面の外周領域Ｃ１に設けられる光拡散部６０と、複数の太陽電池素子７０間を接続する接続部材と、を備える。外周領域Ｃ１は、外周領域Ｃ１の一部に光拡散部６０の形成が制限される制限領域Ｄ１を有し、制限領域Ｄ１は、外周領域Ｃ１と接続部材とが交差する位置に設けられる。太陽電池素子７０は、接続部材に沿って延びるバスバー電極２２を表面上に有してもよい。制限領域Ｄ１は、バスバー電極２２の端部近傍に設けられてもよい。
2015118869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有する複数の太陽電池素子と、
前記表面の外周領域に設けられる光拡散部と、
前記複数の太陽電池素子間を接続する接続部材と、
を備え、
前記外周領域は、前記外周領域の一部に前記光拡散部の形成が制限される制限領域を有し、
前記制限領域は、前記外周領域と前記接続部材とが交差する位置に設けられる太陽電池モジュール。
【請求項２】
前記太陽電池素子は、前記接続部材に沿って延びるバスバー電極を前記表面上に有し、
前記制限領域は、前記バスバー電極の端部近傍に設けられる請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
前記光拡散部は、前記制限領域を避けて設けられる請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記光拡散部は、前記制限領域における前記表面に交差する方向の厚さが、前記制限領域以外の領域における前記表面に交差する方向の厚さよりも小さい請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
前記光拡散部は、前記制限領域内の一部領域を避けて、前記制限領域に設けられる請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
【請求項６】
表面を有する複数の太陽電池素子と、光拡散性を有する塗料と、複数の太陽電池素子間を接続する接続部材と、を準備し、
前記表面の外周領域の一部に設けられる制限領域において前記塗料の塗布を制限し、
前記制限領域の上に前記接続部材を交差させて、前記接続部材により前記複数の太陽電池素子間を接続する太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記外周領域に前記塗料を塗布した後に、前記制限領域を除く前記外周領域に前記塗料を重ねて塗布する請求項６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記外周領域に対応するパターンを有する印刷版であって、前記制限領域に対応する箇所の開口率が、前記制限領域以外の前記外周領域に対応する箇所の開口率よりも小さい印刷版を用いて、前記外周領域に前記塗料を塗布する請求項６または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】
太陽電池の光入射面である受光面には、製造工程の都合から、その外周に位置する領域に光が入射したとしても発電に寄与しにくい無効領域（発電能力が低い領域）が設けられることがある。このような無効領域が設けられた太陽電池において、無効領域上に光拡散部を設け、無効領域に入射する光を拡散させることで入射光を有効利用するための構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、太陽電池モジュールの発電効率をさらに高めたいという要望が挙げられている。【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池モジュールの発電効率を向上させる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、太陽電池モジュールである。この太陽電池モジュールは、表面を有する複数の太陽電池素子と、表面の外周領域に設けられる光拡散部と、複数の太陽電池素子間を接続する接続部材と、を備える。外周領域は、外周領域の一部に光拡散部の形成が制限される制限領域を有する。制限領域は、外周領域と接続部材とが交差する位置に設けられる。【０００７】
本発明の別の態様は、太陽電池モジュールの製造方法である。この方法は、表面を有する複数の太陽電池素子と、光拡散性を有する塗料と、複数の太陽電池素子間を接続する接続部材と、を準備し、表面の外周領域の一部に設けられる制限領域において塗料の塗布を制限して、外周領域に塗料を塗布し、制限領域の上に接続部材を交差させて、接続部材により複数の太陽電池素子間を接続する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る太陽電池素子の受光面を示す上面図である。
【図３】実施の形態に係る太陽電池素子の制限領域を示す上面図である。
【図４】実施の形態に係る光拡散部をスクリーン印刷により塗布する工程を示す図である。
【図５】実施の形態に係る光拡散部をスクリーン印刷により塗布する工程を示す図である。
【図６】実施の形態に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版を示す上面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る太陽電池素子の外周領域とタブ配線の交差部を示す図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る太陽電池素子の外周領域とタブ配線の交差部を示す図である。
【図９】（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る太陽電池素子の外周領域とタブ配線の交差部を示す図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る光拡散部を塗布する工程を示す図である。
【図１１】変形例に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版を示す上面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版を示す上面図である。
【図１３】変形例に係る太陽電池素子の制限領域を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１１】
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施の形態は、複数の太陽電池素子を接続部材で接続し、封止層で封止した太陽電池モジュールである。太陽電池素子表面の外周領域には光拡散部が設けられる。光拡散部が設けられる外周領域は、キャリアを収集する電極の端部近傍または端部から離れた位置であるためキャリアの収集効率が低く、光が入射したとしても発電に寄与しにくい。外周領域に光が入射してキャリアが発生したとしても、集電極に到達する前にキャリアが再結合してしまう可能性が高いためである。本実施の形態では、外周領域に光拡散部を設けることで、外周領域に吸収されるはずの光を内側領域に吸収させて発電効率を高める。
【００１２】
また、本実施の形態では、太陽電池素子表面の外周領域の一部に、光拡散部の形成を制限する制限領域を設ける。この制限領域は、太陽電池素子の表面上において、外周領域と接続部材とが交差する位置である交差部に設けられる。仮に、交差部において光拡散部の形成を制限しないこととすると、接続部材によって光拡散部が押圧される。すると、接続部材によって太陽電池素子に応力がかかることとなり、太陽電池モジュールの信頼性が低下するおそれがある。本実施の形態では、交差部において光拡散部の形成を制限することにより、接続部材が光拡散部に接触することを防ぐ。これにより、太陽電池モジュールの信頼性を高める。
【００１３】
図１は、実施の形態に係る太陽電池モジュール１００の構造を示す断面図である。
【００１４】
本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子７０と、太陽電池素子７０の表面の一つである受光面７０ａの外周領域Ｃ１に設けられる光拡散部６０と、隣接する太陽電池素子７０を互いに接続する接続部材であるタブ配線７２を備える。また、太陽電池モジュール１００は、保護基板４０と、バックシート５０と、第１封止層４２と、第２封止層４４を備える。
【００１５】
光拡散部６０は、太陽電池素子７０が吸収する波長の光に対して光拡散性を有する材料で構成される。ここで、光拡散性を有するとは、光拡散部６０に入射した光を主に鏡面反射ではなく拡散反射によって反射させる性質のことをいう。また、光拡散部６０は、電気的に絶縁性を有する材料で構成される。このような性質を有する光拡散部６０として、例えば、エポキシ樹脂やアクリル樹脂などの樹脂基材にチタニア（ＴｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などの粒子を分散させた絶縁性の白色材料を用いる。したがって、光拡散部６０は、第１金属電極２０と比べて電導率が低く、第１金属電極２０と比べて光拡散性が高い。
【００１６】
光拡散部６０は、入射する光を十分に散乱させることのできる程度の厚さが必要である。その厚さは、３μｍ以上１００μｍ以下とすればよく、例えば、２０μｍ〜３０μｍ程度とすればよい。なお、外周領域Ｃ１のうち、外周領域Ｃ１の上方をタブ配線７２がまたぐこととなる交差部においては、光拡散部６０の形成が制限される。光拡散部６０の形成が制限される制限領域の詳細については、図２以降を参照しながら後述する。
【００１７】
光拡散部６０は、太陽電池素子７０の側面７０ｃに向かう入射光も散乱できるよう側面７０ｃの少なくとも一部を覆うように形成される。光拡散部６０を受光面７０ａと側面７０ｃの双方に設けることで、光拡散部６０に入射する光を効果的に散乱させることができる。なお、光拡散部６０は、受光面７０ａと側面７０ｃとで形成される角部７０ｄを避けるようにして形成される。角部７０ｄを避けて光拡散部６０を形成することで、角部７０ｄを覆うように光拡散部６０を設ける場合と比べて、光拡散部６０の形成に必要な樹脂材料の量を減らすことができる。また、角部７０ｄを避けて光拡散部６０を形成すると、光拡散部６０を形成した後でも角部７０ｄが露出するため、太陽電池素子７０の外周を視認しやすくなる。このため、画像認識等の技術を用いて位置合わせを行うときに、パターン認識しやすくすることができる。
【００１８】
光拡散部６０は、外周領域Ｃ１に向かって入射する光を散乱させて受光面７０ａの内側領域Ｃ２に向かわせる。光拡散部６０に入射して散乱した光は、例えば、保護基板４０と外気との界面において全反射して内側領域Ｃ２に入射する。外周領域Ｃ１は、キャリアを収集する第１金属電極２０の端部近傍または端部から離れた位置であるため、内側領域Ｃ２と比べてキャリアの収集効率が低く、光が入射したとしても発電に寄与しにくい。このような外周領域Ｃ１に光拡散部６０を設けることで、外周領域Ｃ１に吸収されるはずの光を内側領域Ｃ２に吸収させる。
【００１９】
タブ配線７２は、細長い金属箔であり、例えば、銅箔に銀をコーティングしたものやアルミニウム箔などが用いられる。タブ配線７２の一端は、太陽電池素子７０の第１金属電極２０に接続され、他端は、相互接続される他の太陽電池素子７０の第２金属電極３０に接続される。なお、タブ配線７２は、後述するバスバー電極が延びる方向（ｘ方向）に設けられ、第１金属電極２０を構成するバスバー電極および第２金属電極３０を構成するバスバー電極に接続される。
【００２０】
保護基板４０及びバックシート５０は、太陽電池素子７０を外部環境から保護する。また、受光面７０ａ側に設けられる保護基板４０は、太陽電池素子７０が発電のために吸収する波長帯域の光を透過する。保護基板４０は、例えば、ガラス基板である。バックシート５０は、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリイミド等の樹脂基板や、保護基板４０と同じガラス基板である。
【００２１】
第１封止層４２及び第２封止層４４は、ＥＶＡ、ポリイミド等の樹脂材料である。これにより、太陽電池モジュール１００の発電層への水分の浸入等を防ぐとともに、太陽電池モジュール１００全体の強度を向上させる。なお、裏面７０ｂ側の第２封止層４４には、チタニアなどの粒子を分散させた白色の樹脂材料を用いてもよい。これにより、太陽電池素子７０を透過して第２封止層４４に到達した光を散乱させて、太陽電池素子７０に再び向かわせることができる。
【００２２】
太陽電池素子７０は、発電層１０と、第１金属電極２０と、第２金属電極３０を備える。
【００２３】
発電層１０は、太陽電池素子７０の表面の一つである受光面７０ａと、太陽電池素子７０の表面の一つであり、受光面７０ａに背向する裏面７０ｂとを有する。ここで、受光面とは、太陽電池素子７０において主に太陽光が入射される主面を意味し、具体的には、発電層１０に入射される光の大部分が入射される面である。
【００２４】
発電層１０は、入射する光を吸収して光起電力を発生させる層であり、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）又はインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料からなる基板を有する。発電層１０の構造は、特に限定されないが、本実施の形態では、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を有する。発電層１０は、例えば、ｎ型単結晶シリコン基板の受光面７０ａ側にある第１主面上に、ｉ型非晶質シリコン層、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層、酸化インジウム等の透光性導電酸化物からなる透明導電層の順番で積層されている。また、単結晶シリコン基板の裏面７０ｂ側にある第２主面上に、ｉ型非晶質シリコン層、リン（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層、透明導電層の順番で積層されている。
【００２５】
なお、本実施の形態において、発電層１０を構成する半導体基板の第１主面上に設けられるｉ型非晶質層、ｐ型非晶質層、透明導電層は、第１主面上において外周領域Ｃ１および内側領域Ｃ２を含む第１主面の略全面を覆うように形成される。同様に、発電層１０を構成する半導体基板の第２主面上に設けられるｉ型非晶質層、ｎ型非晶質層、透明導電層は、第２主面上において外周領域Ｃ１および内側領域Ｃ２を含む第２主面の略全面を覆うように形成される。いいかえれば、ｐ型もしくはｎ型に対応する一導電型を有する非晶質の半導体層は、半導体基板の第１主面または第２主面において外周領域Ｃ１を含む主面の略全面を覆うように形成される。
【００２６】
第１金属電極２０及び第２金属電極３０は、発電層１０が発電した電力を外部に取り出すための電極である。第１金属電極２０は太陽電池素子７０の受光面７０ａに設けられ、第２金属電極３０は受光面７０ａに対向する裏面７０ｂに設けられる。第１金属電極２０及び第２金属電極３０は、例えば、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）を含む導電性の材料である。なお、銅（Ｃｕ）や錫（Ｓｎ）等の電解メッキ層を含んでもよい。ただし、これに限定されるものでなく、金、銀等の他の金属、他の導電性材料、又はそれらの組み合わせとしてもよい。
【００２７】
図２は、実施の形態に係る太陽電池素子７０の受光面７０ａを示す上面図である。
【００２８】
受光面７０ａは、四つの辺７４ａ〜７４ｄと、四隅に隅切りされたコーナー部７６とからなる八角形の形状を有する。以下、説明の便宜上、四つの辺７４ａ〜７４ｄのそれぞれを左辺７４ａ、右辺７４ｂ、上辺７４ｃ、下辺７４ｄともいう。ここで、左辺７４ａおよび右辺７４ｂは、フィンガー電極２１に並行して延びる辺であり、バスバー電極２２に直交する方向（ｙ方向）に延びる辺である。また、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄは、バスバー電極２２に並行して延びる辺であり、フィンガー電極２１に直交する方向（ｘ方向）に延びる辺である。
【００２９】
また外周領域Ｃ１の中で、左辺７４ａまたは右辺７４ｂに沿った領域、いいかえれば、バスバー電極２２の左端部２２ａまたは右端部２２ｂに近い領域をバスバー端領域Ｃ３ともいう。一方、上辺７４ｃまたは右辺７４ｂに沿った領域、いいかえれば、フィンガー電極２１の上端部２１ｃまたは下端部２１ｄに近い領域をフィンガー端領域Ｃ４ともいう。バスバー端領域Ｃ３は、バスバー電極２２に近く、また、左端または右端のフィンガー電極２１ａ、２１ｂが近くに延びるため、フィンガー端領域Ｃ４と比べてキャリアの収集効率が高い。なお、バスバー端領域Ｃ３およびフィンガー端領域Ｃ４のいずれの領域においても、辺７４に近くなるほど集電効率が低くなり、中央に近くなるほど集電効率が高まる傾向にある。また、コーナー部７６に沿った領域も集電効率の低い領域である。
【００３０】
第１金属電極２０は、互いに並行して延びる複数のフィンガー電極２１と、フィンガー電極２１と直交して延びる３本のバスバー電極２２を備える。
【００３１】
フィンガー電極２１は、発電された電力を効率的に集電できるよう受光面７０ａの略全面に分布する。複数並行して設けられるフィンガー電極２１のうち、左端のフィンガー電極２１ａは左辺７４ａの近くに設けられ、右端のフィンガー電極２１ｂは右辺７４ｂの近くに設けられる。また、ｙ方向に延びるフィンガー電極２１の上端部２１ｃは、上辺７４ｃの近くに設けられ、フィンガー電極２１の下端部２１ｄは、下辺７４ｄの近くに設けられる。
【００３２】
フィンガー電極２１は、受光面７０ａの上に形成される電極であるため、発電層１０に入射する光を遮らないように細く形成することが望ましい。例えば、フィンガー電極２１の短手方向の幅ｗＡは、８０μｍ程度とすればよい。
【００３３】
バスバー電極２２は、並行する複数のフィンガー電極２１のそれぞれを接続するように、左端のフィンガー電極２１ａから右端のフィンガー電極２１ｂまでｘ方向に延びて設けられる。したがって、バスバー電極２２の左端部２２ａは左辺７４ａの近くに設けられ、バスバー電極２２の右端部２２ｂは右辺７４ｂの近くに設けられる。
【００３４】
バスバー電極２２は、発電層１０に入射する光を遮らない程度に細く形成するとともに、複数のフィンガー電極２１から集電した電力を効率的に流せるよう、ある程度太くする必要がある。例えば、バスバー電極２２の短手方向の幅ｗＢは、１００μｍ程度とすればよい。
【００３５】
なお、裏面７０ｂに設けられる第２金属電極３０も、第１金属電極２０と同様に、互いに並行して延びる複数のフィンガー電極と、フィンガー電極と直交して延びる３本のバスバー電極を備える。なお、裏面７０ｂ側は、太陽光が主に入射される主面ではないため、裏面７０ｂ側のフィンガー電極の本数は、受光面７０ａ側よりもその本数を増やすことで、集電効率を高めてもよい。
【００３６】
光拡散部６０は、受光面７０ａ上において辺７４およびコーナー部７６に沿って設けられ、外周領域Ｃ１のうち制限領域Ｄ１、Ｄ２を除く領域の全面を覆うように設けられる。制限領域Ｄ１、Ｄ２は、外周領域Ｃ１のうちバスバー電極２２の左端部２２ａまたは右端部２２ｂの近傍に設けられる。制限領域Ｄ１、Ｄ２は、光拡散部６０の形成が制限される領域であり、この領域には光拡散部６０が設けられない。したがって、制限領域Ｄ１、Ｄ２においては、受光面７０ａを形成する透明電極層が露出する。
【００３７】
光拡散部６０は、外周領域Ｃ１に向かう光を内側領域Ｃ２に効果的に入射させることができるよう、辺７４またはコーナー部７６に直交する短手方向の幅ｗ１〜ｗ４が、フィンガー電極２１の幅ｗＡおよびバスバー電極２２の幅ｗＢよりも太く設けられる。例えば、光拡散部６０は、短手方向の幅ｗ１〜ｗ４が２００μｍ以上となるように設けられる。
【００３８】
光拡散部６０は、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに沿って設けられる第１光拡散部６０ａ、６０ｂと、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄに沿って設けられる第２光拡散部６０ｃ、６０ｄを有する。
【００３９】
第１光拡散部６０ａ、６０ｂは、第２光拡散部６０ｃ、６０ｄと比べて短手方向の幅が小さくなるように形成される。バスバー端領域Ｃ３は、外周領域Ｃ１の中で比較的集電効率が高く、集電効率が低下する左辺７４ａおよび右辺７４ｂに近接した領域に光拡散部６０を設けることが望ましいためである。第１光拡散部６０ａ、６０ｂの幅ｗ１、ｗ２は、例えば、１００μｍ以上９００μｍ以下とすればよく、好ましくは、６００μｍ程度とすればよい。なお、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに対応する外周領域Ｃ１のうち、制限領域Ｄ１、Ｄ２には第１光拡散部６０ａ、６０ｂは形成されない。
【００４０】
一方、第２光拡散部６０ｃ、６０ｄは、第１光拡散部６０ａ、６０ｂと比べて短手方向の幅が大きくなるように形成される。フィンガー端領域Ｃ４は、外周領域Ｃ１の中で比較的集電効率が低く、光拡散部６０の幅を広くして他の領域に光を拡散させた方が発電効率が高まりやすいためである。第２光拡散部６０ｃ、６０ｄの幅ｗ３、ｗ４は、例えば、３００μｍ以上３ｍｍ以下とすればよく、好ましくは、１ｍｍ程度とすればよい。
【００４１】
光拡散部６０は、コーナー部７６に沿った領域にも設けられる。コーナー部７６もフィンガー電極の端部に近く、集電効率が低い領域であるため、コーナー部７６に光拡散部を設けることで発電効率を高めることができる。コーナー部７６に設けられる光拡散部の幅は、例えば、３００μｍ以上３ｍｍ以下とすればよく、好ましくは、１ｍｍ程度とすればよい。
【００４２】
図３は、実施の形態に係る太陽電池素子７０の制限領域Ｄ１、Ｄ２を示す上面図である。本図は、二つの太陽電池素子７０をタブ配線７２で接続する様子を示しており、タブ配線７２が設けられる位置を破線で示している。タブ配線７２は、バスバー電極２２に沿って設けられ、本図の右側に示す太陽電池素子７０Ｒの受光面７０ａに接続されるタブ配線７２が、本図の左側に示す太陽電池素子７０Ｌの裏面に接続される。したがって、タブ配線７２は、右側の太陽電池素子７０Ｒの受光面７０ａ側において左辺７４ａと交差し、左側の太陽電池素子７０Ｌの裏面側において右辺７４ｂと交差する。
【００４３】
第１の制限領域Ｄ１は、受光面７０ａの外周領域Ｃ１上においてタブ配線７２が交差する交差部に設けられる。本実施の形態では、タブ配線７２が受光面７０ａにおいて左辺７４ａと交差することから、第１の制限領域Ｄ１は外周領域Ｃ１のうち左辺７４ａに対応する箇所に設けられる。第１の制限領域Ｄ１の左辺７４ａに沿った方向（ｙ方向）の幅ｗ５は、タブ配線７２の短手方向の幅ｗＣと同程度か、それよりも少し広い幅とされる。これにより、第１の制限領域Ｄ１において、光拡散部６０とタブ配線７２が接触することを防ぐことができる。
【００４４】
第２の制限領域Ｄ２は、外周領域Ｃ１のうち右辺７４ｂに対応する箇所に設けられる。第２の制限領域Ｄ２の右辺７４ｂに沿った方向（ｙ方向）の幅ｗ６は、タブ配線７２の短手方向の幅ｗＣと同程度か、それよりも少し広い幅とされる。なお、本実施の形態では、タブ配線７２が受光面７０ａにおいて右辺７４ｂと交差しないため、第２の制限領域Ｄ２は、受光面７０ａの外周領域Ｃ１上においてタブ配線７２が交差する交差部ではない。しかしながら、左辺７４ａに設けられる第１の制限領域Ｄ１に対応して、右辺７４ｂに第２の制限領域Ｄ２を設けることで、光拡散部６０の形状を左右対称とすることができる。これにより、タブ配線７２の接続態様を左右で逆とする場合、左側の太陽電池素子７０Ｌの受光面７０ａと右側の太陽電池素子７０Ｒの裏面とを接続する場合にも対応することができる。
【００４５】
次に、太陽電池モジュール１００の製造方法の一例について説明する。
【００４６】
図４および図５は、実施の形態に係る光拡散部をスクリーン印刷により塗布する工程を示す図である。太陽電池素子７０は、溝９４が設けられたステージ９０の上に配置される。その後、開口部８２ｃ、８２ｄを有する印刷版８０が太陽電池素子７０の受光面７０ａ上に配置され、スキージ８４をＹ方向に移動させることにより、印刷版８０を介して塗料６２が受光面７０ａ上に塗布される。
【００４７】
塗料６２は、太陽電池素子７０の受光面７０ａにフィンガー電極およびバスバー電極２２を形成した後に、フィンガー電極が延びる方向Ｙにスキージ８４を移動させて塗布される。バスバー電極２２を設けた後に塗料６２を塗布することで、バスバー電極２２がない場合と比べて受光面７０ａとメッシュ８０ａとの距離ｄを取ることができ、塗料６２を厚くすることができる。また、フィンガー電極が延びる方向に印刷することにより、フィンガー電極に交差する方向に印刷する場合と比べて、印刷時に発生しうるフィンガー電極の損傷を防ぐことができる。
【００４８】
印刷版８０は、金属製のメッシュ８０ａと、印刷版８０のパターンに対応して配置される乳剤８０ｂを有する。乳剤８０ｂが設けられる領域は、塗料６２が塗布されない領域であり、乳剤８０ｂが設けられない領域Ｗが印刷版８０の開口部８２ｃ、８２ｄに相当する。開口領域Ｗは、受光面７０ａ上の塗布領域Ｅ１よりも外周が大きくなるように設けられており、開口領域Ｗは、塗布領域Ｅ１と、塗布領域Ｅ１の外周を囲うように設けられる拡張領域Ｅ２の双方にまたがる。拡張領域Ｅ２に相当する領域にも開口を設けることで、側面７０ｃにも塗料６２を塗布することができる。
【００４９】
なお、拡張領域Ｅ２の下には太陽電池素子７０が設けられないことから、拡張領域Ｅ２に相当する位置にはスキージ８４により押し出された塗料６２ｆが溜まりやすい。この溜まった塗料６２ｆを利用することで、側面７０ｃに塗料を塗布することができる。しかしながら、太陽電池素子７０が平坦なステージに載置されていると、ステージに塗料６２ｆが付着するおそれがある。そうすると、塗料によってステージと太陽電池素子７０とが接着されてしまい、ステージから太陽電池素子７０を引き上げようとする際に、太陽電池素子７０に応力が加わって破損するおそれがある。そこで、太陽電池素子７０の外周に対応する位置に溝９４が設けられたステージ９０を使用する。これにより、ステージ９０への塗料６２の付着を防ぐことができる。
【００５０】
図６は、実施の形態に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版８０を示す上面図である。本図では破線により太陽電池素子７０の外周に相当する位置を示している。
【００５１】
印刷版８０は、受光面７０ａの外周領域Ｃ１の形状に対応して額縁状の形状を有するパターン８２を有する。パターン８２は、太陽電池素子７０の四つの辺７４ａ〜７４ｄに対応する領域に開口部８２ａ〜８２ｄ有する。一方で、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに対応する開口部８２ａ、８２ｂは、太陽電池素子７０の制限領域Ｄ１、Ｄ２に対応する箇所を避けて設けられる。したがって、印刷版８０は、太陽電池素子７０の制限領域Ｄ１、Ｄ２に対応する箇所に開口が設けられないパターン８２を有する。このようなパターン８２を有する印刷版８０を用いることにより、制限領域Ｄ１、Ｄ２を除く外周領域Ｃ１に塗料６２を塗布することができる。いいかえれば、パターン８２を用いることで、外周領域Ｃ１の一部に設けられる制限領域Ｄ１、Ｄ２において塗料の塗布を制限して、外周領域Ｃ１に塗料を塗布することができる。
【００５２】
また、パターン８２は、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに対応する開口部８２ａ、８２ｂの開口幅Ｗａ、Ｗｂが、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄに対応する開口部８２ｃ、８２ｄの開口幅Ｗｃ、Ｗｄよりも小さい。このようなパターン８２を有する印刷版８０を用いることにより、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに沿って塗布される塗料６２の短手方向の幅を、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄに沿って塗布される塗料６２の短手方向の幅よりも小さくすることができる。
【００５３】
その後、スクリーン印刷により塗布した塗料６２ｅを硬化させることにより、光拡散部６０が形成される。
【００５４】
光拡散部６０を形成した太陽電池素子７０をタブ配線７２で接続される。このとき、タブ配線７２は、光拡散部６０が形成されない第１の制限領域Ｄ１の上を交差するようにして太陽電池素子７０の受光面７０ａと接着される。タブ配線７２で太陽電池素子７０の間を接続した後、受光面７０ａ側に第１封止層４２および保護基板４０を配置し、裏面７０ｂに第２封止層４４およびバックシート５０配置する。そして、太陽電池素子７０を保護基板４０とバックシート５０で挟み込んだ状態で加熱圧着する。これにより、第１封止層４２および第２封止層４４が融着して図１に示す太陽電池モジュール１００が形成される。
【００５５】
以下、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００が奏する効果について説明する。まず、制限領域が設けられていない比較例に係る太陽電池素子について説明し、比較例に係る課題について述べる。つづいて、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１００が奏する効果について説明する。
【００５６】
図７（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る太陽電池素子１７０の外周領域Ｃ１とタブ配線１７２の交差部を示す図である。図７（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面に対応する図であり、図７（ｂ）は、図３または図７（ａ）のＢ−Ｂ線断面に対応する図である。比較例に係る太陽電池素子１７０は、本実施の形態に係る太陽電池素子７０と同様の構成を有するが、受光面１７０ａの外周領域Ｃ１上においてタブ配線１７２が交差する交差部に光拡散部１６０が設けられる点で、実施の形態と相違する。
【００５７】
比較例においては、タブ配線１７２が光拡散部１６０と接触するように設けられるため、光拡散部１６０がタブ配線１７２により押圧される。光拡散部１６０の表面１６０ａは、図７（ｂ）に示されるように平坦面ではなく細かい凹凸を有する場合があり、その場合、光拡散部１６０の表面１６０ａは、タブ配線１７２に向けて凸となる地点Ｐにおいてタブ配線１７２と接触することとなる。その結果、タブ配線１７２により押圧される力が地点Ｐに集中し、その集中した力が太陽電池素子１７０に加わることとなる。このように太陽電池素子１７０に局所的に大きな力が加わることになると、太陽電池素子１７０が損傷するおそれが生じる。そうすると、太陽電池モジュールの製造工程における歩留まりの低下や、長期的な信頼性の低下につながるおそれがある。
【００５８】
図８（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係る太陽電池素子７０の外周領域Ｃ１とタブ配線７２の交差部を示す図である。図８（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面を示し、図８（ｂ）は、図３または図８（ａ）のＢ−Ｂ線断面を示す。本実施の形態では、制限領域Ｄ１に光拡散部６０が設けられていないため、タブ配線７２は光拡散部６０と接触せず、受光面７０ａとの間に隙間ｈ０が設けられる。また、タブ配線７２は、太陽電池素子７０の辺に沿って延びる角部７０ｄに接触するように設けられ、タブ配線７２は角部７０ｄにより支持される。そのため、太陽電池素子７０は、タブ配線７２により押圧される力を辺で受けることができる。このように、制限領域Ｄ１に光拡散部６０を設けないこととすることで、外周領域Ｃ１においてタブ配線７２による力が点に集中して太陽電池素子７０に加わることを防ぐことができる。その結果、比較例において懸念される歩留まりの低下や信頼性の低下を防ぐことができる。
【００５９】
また、本実施の形態では、左辺７４ａおよび右辺７４ｂに沿って設けられる第１光拡散部６０ａ、６０ｂの幅が狭く、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄに沿って設けられる第２光拡散部６０ｃ、６０ｄの幅が広い。集電効率の低いフィンガー端領域Ｃ４に、幅の広い第２光拡散部６０ｃ、６０ｄを設けることで、フィンガー端領域Ｃ４に入射する光を有効利用することができる。また、集電効率が比較的高いバスバー端領域Ｃ３においても、幅の狭い第１光拡散部６０ａ、６０ｂを設けることで、左辺７４ａまたは右辺７４ｂの近傍に入射する光を有効利用することができる。これにより、太陽電池モジュール１００の発電効率を高めることができる。
【００６０】
また、本実施の形態では、受光面７０ａの外周領域Ｃ１に光拡散部６０が設けられるため、太陽電池モジュール１００の封止性を高めることができる。光拡散部６０は、太陽電池素子７０の受光面７０ａに露出する透明電極層よりも第１封止層４２との密着性が高いためである。また、第２光拡散部６０ｃ、６０ｄは、第１光拡散部６０ａ、６０ｂよりも幅が広いことから、上辺７４ｃおよび下辺７４ｄに沿ったｘ方向の密着強度が高められる。ｘ方向にはタブ配線７２が延びており、タブ配線７２の接続により太陽電池モジュール１００にはｘ方向の応力がかかりやすい。本実施の形態では、幅の広い第２光拡散部６０ｃ、６０ｄによりｘ方向の密着強度を高めることができるため、太陽電池モジュール１００の信頼性を高めることができる。
【００６１】
また、本実施の形態では、受光面７０ａの外周領域Ｃ１および側面７０ｃに光拡散部６０を設けることで、太陽電池素子７０の外周端を保護することができる。また、四つの辺７４に沿って光拡散部６０を設けることで、太陽電池素子７０の受光面７０ａが曲がる方向に加わる力に対して、強い構造とすることができる。また、光拡散部６０は、太陽電池素子７０の角部７０ｄの周囲に設けられることから、角部７０ｄを保護して角部７０ｄに加わる衝撃にも強い構造とすることができる。
【００６２】
また、本実施の形態では、フィンガー電極が延びる方向に塗料６２を塗布することにより、塗料６２の塗布幅を広くする上辺７４ｃおよび下辺７４ｄを印刷開始位置または印刷終了位置とすることができる。仮に、塗料６２の塗布幅の狭い左辺７４ａまたは右辺７４ｂを印刷開始位置または印刷終了位置とすると、塗布幅が狭いために均一な幅で塗料６２を塗布することが難しい。本実施の形態では、塗布幅の広い上辺７４ｃおよび下辺７４ｄを印刷開始位置または印刷終了位置としているため、塗料６２を印刷する際の塗布不良を防ぐことができる。
【００６３】
一態様は次の通りである。ある態様の太陽電池モジュール１００は、
表面（受光面７０ａ）を有する複数の太陽電池素子７０と、
表面（受光面７０ａ）の外周領域Ｃ１に設けられる光拡散部６０と、
複数の太陽電池素子７０間を接続する接続部材（タブ配線７２）と、
を備え、
外周領域Ｃ１は、外周領域Ｃ１の一部に光拡散部６０の形成が制限される制限領域Ｄ１，Ｄ２を有し、
制限領域Ｄ１，Ｄ２は、外周領域Ｃ１と接続部材（タブ配線７２）とが交差する位置に設けられる。
【００６４】
太陽電池素子７０は、接続部材（タブ配線７２）に沿って延びるバスバー電極２２を表面（受光面７０ａ）上に有し、
制限領域Ｄ１，Ｄ２は、バスバー電極２２の端部（左端部２２ａ，右端部２２ｂ）近傍に設けられてもよい。
【００６５】
光拡散部６０は、制限領域Ｄ１，Ｄ２を避けて設けられてもよい。
【００６６】
別の態様は、太陽電池モジュール１００の製造方法である。この方法は、
表面（受光面７０ａ）を有する複数の太陽電池素子７０と、光拡散性を有する塗料６２と、複数の太陽電池素子７０間を接続する接続部材（タブ配線７２）と、を準備し、
表面（受光面７０ａ）の外周領域Ｃ１の一部に設けられる制限領域Ｄ１，Ｄ２において塗料６２の塗布を制限し、
制限領域Ｄ１，Ｄ２の上に接続部材（タブ配線７２）を交差させて、接続部材（タブ配線７２）により複数の太陽電池素子７０間を接続する。
【００６７】
（変形例１）
図９（ａ）、（ｂ）は、変形例に係る太陽電池素子７０の外周領域Ｃ１とタブ配線７２の交差部を示す図である。本変形例では、上述の実施の形態と同様に、制限領域Ｄ１において光拡散部６０の形成が制限されるが、他の領域と比べて光拡散部６０が薄く形成される点で、実施の形態と相違する。以下、上述の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００６８】
光拡散部６０は、制限領域Ｄ１を含む外周領域Ｃ１の全面に設けられる。その一方で、制限領域Ｄ１に設けられる光拡散部６０は、他の領域に設けられる光拡散部６０と比べて受光面７０ａに交差する方向（ｚ方向）の厚さが制限される。制限領域Ｄ１に設けられる光拡散部６０の厚さｄ１は、他の領域に設けられる光拡散部６０の厚さｄ０よりも小さい。例えば、制限領域Ｄ１に設けられる光拡散部６０の厚さｄ１は、他の領域に設けられる光拡散部６０の厚さｄ０の半分以下の厚さとされ、好ましくは、１／３以下の厚さとされる。これにより、制限領域Ｄ１において、光拡散部６０とタブ配線７２の隙間ｈ１を確保し、タブ配線７２が光拡散部６０に接触することを防ぐ。また、太陽電池素子７０は、タブ配線７２を角部７０ｄで支持できるため、タブ配線７２による力が点に集中して太陽電池素子７０に加わることを防ぐことができる。
【００６９】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る光拡散部を塗布する工程を示す図であり、図１１は、変形例に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版１８０を示す上面図である。
【００７０】
まず、図１０（ａ）に示すように、制限領域Ｄ１を含む外周領域Ｃ１の全面に塗料６２ａを塗布する。このとき、図１１に示す、変形例に係る印刷版１８０を用いる。変形例に係る印刷版１８０は、図６に示した印刷版８０と異なり、外周領域Ｃ１の全領域に対応する開口部１８２ａ〜１８２ｄが設けられるパターン１８２を有する。このようなパターン１８２を有する印刷版１８０を用いることにより、外周領域Ｃ１の全面に塗料６２ａを塗布することができる。
【００７１】
つづいて、図１０（ｂ）に示すように、制限領域Ｄ１を除く外周領域Ｃ１に塗料６２ｂを塗布する。２回目に塗布される塗料６２ｂは、１回目に塗布された塗料６２ａの上に重ねて塗布される。これにより、制限領域Ｄ１に塗布される塗料６２ａの厚さを薄くし、制限領域Ｄ１以外の領域に塗布される塗料６２ａ、６２ｂの厚さを厚くすることができる。
【００７２】
さらに、図１０（ｃ）に示すように、制限領域Ｄ１を除く外周領域Ｃ１に塗料６２ｃを塗布してもよい。このように、２回目に塗布される塗料６２ｂの上に、３回目に塗布する塗料６２ｃを重ね塗りすることで、制限領域Ｄ１を除く外周領域Ｃ１の塗料６２ａ〜６２ｃの厚さを厚くすることができる。１回目〜３回目の各工程で塗布する塗料６２ａ〜６２ｃの厚さを同程度とすれば、制限領域Ｄ１に塗布される塗料６２ａの厚さを、制限領域Ｄ１以外に塗布される塗料６２ａ〜６２ｃの厚さの１／３程度とすることができる。なお、各工程で塗布される塗料６２ａ〜６２ｃの厚さを変えたり、塗布回数を変えたりすることにより、制限領域Ｄ１および制限領域Ｄ１以外の領域に塗布される塗料の厚さを調整することとしてもよい。
【００７３】
その後、塗布した塗料６２ａ〜６２ｃを硬化させることにより、変形例に係る光拡散部６０が形成される。本変形例においても、制限領域Ｄ１において光拡散部６０とタブ配線７２の間に隙間ｈ１を確保することができるため、上述の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本変形例においては、外周領域Ｃ１の全面に光拡散部６０が設けられるため、太陽電池素子７０の外周端を保護する機能を高めることができる。
【００７４】
光拡散部６０は、制限領域Ｄ１，Ｄ２における表面（受光面７０ａ）に交差する方向の厚さｄ１が、制限領域Ｄ１，Ｄ２以外の領域における表面（受光面７０ａ）に交差する方向の厚さｄ０よりも小さくてよい。
【００７５】
太陽電池モジュール１００の製造方法は、外周領域Ｃ１に塗料６２ａを塗布した後に、制限領域Ｄ１，Ｄ２を除く外周領域Ｃ１に塗料６２ｂ，６２ｃを重ねて塗布してもよい。
【００７６】
（変形例２）
図１２（ａ）〜（ｃ）は、変形例に係る光拡散部の塗布に用いる印刷版２８０を示す上面図である。本図は、印刷版２８０のうち左辺７４ａに設けられる制限領域Ｄ１に対応する箇所のパターン２８２を示している。上述の実施の形態では、制限領域Ｄ１に対応する箇所に開口部を設けないパターン８２の印刷版８０を用いることとしたが、本変形例においては、制限領域Ｄ１に対応する箇所に部分的な開口部２８２ｅを設けるパターン２８２の印刷版８０を用いる。つまり、本変形例に係る印刷版２８０は、制限領域Ｄ１に対応する箇所の開口率が、制限領域Ｄ１以外の外周領域に対応する箇所の開口率よりも小さいパターン２８２を有する。このような印刷版２８０を用いることにより、制限領域Ｄ１に塗布される塗料の塗布量を少なくし、制限領域Ｄ１に設けられる光拡散部６０の厚さを薄くする。また、制限領域Ｄ１内の一部領域を避けて光拡散部６０を形成することができ、制限領域Ｄ１内において光拡散部６０が設けられる面積を制限することができる。
【００７７】
図１２（ａ）は、部分的な開口部２８２ｅを矩形状とし、制限領域Ｄ１にストライプ状に塗料が塗布されるようにした印刷版２８０である。図１２（ｂ）は、部分的な開口部２８２ｅを円形状とし、制限領域Ｄ１に塗布される塗料がドット模様となるようにした印刷版２８０である。図１２（ｃ）は、部分的な開口部２８２ｅを六角形状とし、制限領域Ｄ１に塗布される塗料がハニカム模様となるようにした印刷版２８０である。このように、制限領域Ｄ１の開口率を小さくした印刷版２８０を用いることで、制限領域Ｄ１以外の領域と比べて制限領域Ｄ１に塗布される塗料を少なくする。これにより、制限領域Ｄ１に形成される光拡散部６０の厚さや形成される面積を制限し、光拡散部６０とタブ配線７２との接触を緩和することができる。
【００７８】
光拡散部６０は、制限領域Ｄ１，Ｄ２内の一部領域を避けて、制限領域Ｄ１，Ｄ２に設けられてもよい。
【００７９】
太陽電池モジュール１００の製造方法は、外周領域Ｃ１に対応するパターンを有する印刷版２８０であって、制限領域Ｄ１，Ｄ２に対応する箇所の開口率が、制限領域Ｄ１，Ｄ２以外の外周領域Ｃ１に対応する箇所の開口率よりも小さい印刷版２８０を用いて、外周領域Ｃ１に塗料６２を塗布してもよい。
【００８０】
（変形例３）
図１３は、変形例に係る太陽電池素子７０の制限領域Ｄ１を示す上面図である。上述の実施の形態では、受光面７０ａの外周領域Ｃ１においてタブ配線７２が交差しない右辺７４ｂに第２の制限領域Ｄ２を設けることとした。本変形例においては、外周領域Ｃ１においてタブ配線７２が交差する左辺７４ａのみに制限領域Ｄ１を設け、タブ配線７２が交差しない右辺７４ｂには制限領域を設けないこととする。したがって、本変形例においては、外周領域Ｃ１のうち右辺７４ｂに沿った領域の全面に光拡散部６０を設ける。これにより、右辺７４ｂの一部に光拡散部６０を設けない場合と比べて、光をさらに有効利用することができる。
【００８１】
なお、本変形例において、制限領域Ｄ１には光拡散部６０を設けないこととしてもよいし、他の領域と比べて厚さの薄い光拡散部６０を設けることとしてもよい。また、制限領域Ｄ１の一部領域を避けて制限領域Ｄ１内に光拡散部６０を設け、光拡散部６０の形状をストライプ模様やドット模様、ハニカム模様としてもよい。
【００８２】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００８３】
上述の実施形態においては、塗料を印刷する方法としてスクリーン印刷を用いる場合を示したが、その他の印刷方法を用いてもよい。例えば、印刷版の凹部に埋め込まれた塗料を円柱形状のブランケットに転写し、ブランケットに転写された塗料を受光面７０ａに塗布するオフセット印刷方法を用いてもよい。その他、パッド印刷法や、凸版印刷や凹版印刷などの周知の技術により塗料を塗布してもよい。
【００８４】
上述の実施の形態において示した太陽電池素子７０は、半導体基板の受光面７０ａ側にｐ型非晶質層を設け、裏面７０ｂ側にｎ型非晶質層を設けることとしたが、それぞれの導電型を逆にした太陽電池素子を用いてもよい。また、半導体基板をｐ型の単結晶シリコン基板としてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
Ｃ１…外周領域、Ｄ１，Ｄ２…制限領域、２２…バスバー電極、６０…光拡散部、６２，６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｅ，６２ｆ…塗料、７０…太陽電池素子、７２…タブ配線、８０…印刷版、８２…パターン、１００…太陽電池モジュール。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明によれば、太陽電池モジュールの発電効率を向上させることができる。
【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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【国際調査報告】
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