(57)【要約】      （修正有）【課題】インターコネクタがストレスリリーフ部を有しながらも作製時における太陽電池アレイのハンドリングが容易で、太陽電池同士の間隔も狭くできる太陽電池アレイ、太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの製造方法を提供する。【解決手段】第１の太陽電池と、第２の太陽電池と、を含み、第１および第２の太陽電池はそれぞれ、光電変換部と、光電変換部の第１の表面に形成された第１の電極と、光電変換部の第２の表面に形成された第２の電極と、第１の電極の表面に接続された第１のインターコネクタと、第２の電極の表面に接続された第２のインターコネクタと、を含み、第２のインターコネクタの少なくとも一部は立体的に折り曲げられており、第１の太陽電池の第２のインターコネクタと第２の太陽電池の第１のインターコネクタとが接続されてなる太陽電池アレイ、その太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールおよびその太陽電池アレイの製造方法である。【選択図】図３
2008227085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の太陽電池と、第２の太陽電池と、を含み、
前記第１の太陽電池および前記第２の太陽電池はそれぞれ、光電変換部と、前記光電変換部の第１の表面上に形成された第１の電極と、前記光電変換部の第２の表面上に形成された第２の電極と、前記第１の電極の表面に接続された第１のインターコネクタと、前記第２の電極の表面に接続された第２のインターコネクタと、を含み、
前記第２のインターコネクタの少なくとも一部は立体的に折り曲げられており、
前記第１の太陽電池の前記第２のインターコネクタと前記第２の太陽電池の前記第１のインターコネクタとが接続されてなる、太陽電池アレイ。
【請求項２】
前記第２のインターコネクタの折り曲げ部は円弧状となっていることを特徴とする、請求項１に記載の太陽電池アレイ。
【請求項３】
前記第１の太陽電池の前記第１の電極と前記第２の電極とは互いに向かい合わない位置に設置されており、前記第２の太陽電池の前記第１の電極と前記第２の電極とは互いに向かい合わない位置に設置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の太陽電池アレイ。
【請求項４】
前記第１の太陽電池は前記第２の電極を複数有し、前記第１の太陽電池の複数の前記第２の電極のそれぞれの表面上には前記第２のインターコネクタが１つずつ接続されており、
前記第２の太陽電池は前記第１の電極を複数有し、前記第２の太陽電池の複数の前記第１の電極のそれぞれの表面上には前記第１のインターコネクタが１つずつ接続されていることを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の太陽電池アレイ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池アレイを含む、太陽電池モジュール。
【請求項６】
請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池アレイを製造する方法であって、前記第１の太陽電池の前記第２のインターコネクタの少なくとも一部を立体的に折り曲げた後に前記第２の太陽電池の前記第１のインターコネクタを前記第１の太陽電池の前記第２のインターコネクタに接続する工程を含む、太陽電池アレイの製造方法。
【請求項７】
請求項１から４のいずれかに記載の太陽電池アレイを製造する方法であって、前記第１の太陽電池の前記第２のインターコネクタの少なくとも一部を立体的に折り曲げる前に前記第２の太陽電池の前記第１のインターコネクタを前記第１の太陽電池の前記第２のインターコネクタに接続する工程を含む、太陽電池アレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池アレイ、太陽電池モジュールおよび太陽電池アレイの製造方法に関し、特に、インターコネクタがストレスリリーフ部を有しながらも太陽電池アレイの作製時における太陽電池のハンドリングの困難性を軽減することができ、太陽電池アレイを構成する太陽電池同士の間隔も狭くすることができる太陽電池アレイ、その太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールおよびその太陽電池アレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７に太陽電池アレイに用いられる従来の太陽電池の模式的な断面図を示し、図８に図７に示される従来の太陽電池の模式的な平面図を示す。図７および図８に示すように、従来の太陽電池は、光電変換部５１と、光電変換部５１の第１の表面上に形成されたｎ側電極５２と、光電変換部５１の第２の表面上に形成されたｐ側電極５４と、光電変換部５１の裏面となる第３の表面上に形成された金属薄膜５３と、ｎ側電極５２およびｐ側電極５４の表面にそれぞれ電気的に接続されたインターコネクタ５５と、を含み、光電変換部５１が接着剤５６によりフレキシブル性の樹脂フィルム５７で封止された構成を有している。
【０００３】
ここで、光電変換部５１は、半導体基板上にｐｎ接合を１つ以上有する半導体単結晶層をエピタキシャル成長により５０μｍ以下の厚さに形成した後に、半導体基板を半導体単結晶層から剥離することによって形成されている。
【０００４】
また、金属薄膜５３は光電変換部５１を支持するために形成されており、金属薄膜５３は１００μｍ以下の厚さに形成されている。なお、金属薄膜５３とｐ側電極５４との間にはｐｎ接合は形成されていない。
【０００５】
また、インターコネクタ５５は、上記の太陽電池の複数を直列または並列に電気的に接続するための部材であり、ｎ側電極５２およびｐ側電極５４のそれぞれと電気的に接続されている。そして、太陽電池同士を電気的に接続して太陽電池アレイを作製する場合には、第１の太陽電池のｎ側電極５２に電気的に接続されたインターコネクタ５５と第２の太陽電池のｐ側電極５４に電気的に接続されたインターコネクタ５５とを接続する必要がある。
【０００６】
なお、従来の太陽電池に用いられていたインターコネクタ５５は平板状であり、純銀または純銀に少量の添加物を加えて強度を高めた銀系の材質からなっている。また、インターコネクタ５５の厚さは、一般的には、１０μｍ以上５０μｍ以下である。
【０００７】
上記の構成を有する従来の太陽電池は、光電変換部５１が５０μｍ以下の厚さと極薄であり、フレキシブル性に富むことから、太陽電池自体が割れにくいという特徴を有している。
【０００８】
しかしながら、複数の太陽電池をインターコネクタ５５により直列または並列に電気的に接続して太陽電池アレイを作製する場合には、この接続により太陽電池間に生じる応力を緩和することを目的として、インターコネクタ５５にストレスリリーフ部を持たせる必要がある（たとえば特許文献１参照）。
【０００９】
これは、ストレスリリーフ部を有しないインターコネクタ５５を用いた場合には、インターコネクタ５５の熱収縮と光電変換部５１のの熱収縮との差により、太陽電池およびインターコネクタ５５がそれぞれ破壊することがあるためである。
【特許文献１】特開平６−１９６７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、たとえば図９の模式的平面図に示すような従来のストレスリリーフ部５５ａを有するインターコネクタ５５を用いた場合には、インターコネクタ５５の柔軟性のためにインターコネクタ５５を電気的に接続した後の太陽電池を太陽電池アレイの作製時にハンドリングする際にインターコネクタ５５の形状が変化して、ハンドリングが困難であるという問題があった。
【００１１】
また、たとえば図１０の模式的平面図に示すように、図９に示すような従来のストレスリリーフ部５５ａを有するインターコネクタ５５を用いて複数の太陽電池を電気的に接続して太陽電池アレイを作製した場合には、太陽電池アレイを構成する太陽電池同士の間隔が増大してしまうという問題もあった。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、インターコネクタがストレスリリーフ部を有しながらも太陽電池アレイの作製時における太陽電池のハンドリングの困難性を軽減することができ、太陽電池アレイを構成する太陽電池同士の間隔も狭くすることができる太陽電池アレイ、その太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールおよびその太陽電池アレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、第１の太陽電池と、第２の太陽電池と、を含み、第１の太陽電池および第２の太陽電池はそれぞれ、光電変換部と、光電変換部の第１の表面上に形成された第１の電極と、光電変換部の第２の表面上に形成された第２の電極と、第１の電極の表面に接続された第１のインターコネクタと、第２の電極の表面に接続された第２のインターコネクタと、を含み、第２のインターコネクタの少なくとも一部は立体的に折り曲げられており、第１の太陽電池の第２のインターコネクタと第２の太陽電池の第１のインターコネクタとが接続されてなる太陽電池アレイである。
【００１４】
ここで、本発明の太陽電池アレイにおいては、第２のインターコネクタの折り曲げ部が円弧状となっていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の太陽電池アレイにおいては、第１の太陽電池の第１の電極と第２の電極とが互いに向かい合わない位置に設置されており、第２の太陽電池の第１の電極と第２の電極とは互いに向かい合わない位置に設置されていることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の太陽電池アレイにおいては、第１の太陽電池は第２の電極を複数有し、第１の太陽電池の複数の第２の電極のそれぞれの表面上には第２のインターコネクタが１つずつ接続されており、第２の太陽電池は第１の電極を複数有し、第２の太陽電池の複数の第１の電極のそれぞれの表面上には第１のインターコネクタが１つずつ接続されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、上記のいずれかの太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールである。
また、本発明は、上記のいずれかの太陽電池アレイを製造する方法であって、第１の太陽電池の第２のインターコネクタの少なくとも一部を立体的に折り曲げた後に第２の太陽電池の第１のインターコネクタを第１の太陽電池の第２のインターコネクタに接続する工程を含む、太陽電池アレイの製造方法である。
【００１８】
さらに、本発明は、上記のいずれかの太陽電池アレイを製造する方法であって、第１の太陽電池の第２のインターコネクタの少なくとも一部を立体的に折り曲げる前に第２の太陽電池の第１のインターコネクタを第１の太陽電池の第２のインターコネクタに接続する工程を含む、太陽電池アレイの製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ストレスリリーフ機能を有しながらもハンドリングの困難性を軽減することができ、太陽電池アレイを構成する太陽電池同士の間隔も狭くすることができる太陽電池アレイ、その太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールおよびその太陽電池アレイの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００２１】
図１に、本発明の太陽電池アレイの作製に用いられる太陽電池の一例の模式的な断面図を示す。また、図２に、図１に示す太陽電池アレイの模式的な平面図を示す。図１および図２に示すように、本発明の太陽電池アレイの作製に用いられる太陽電池は、光電変換部６０と、光電変換部６０の第１の表面上に形成された第１の電極６１と、光電変換部６０の第２の表面上に形成された第２の電極６２と、光電変換部６０の裏面となる第３の表面上に形成された金属層６５と、第１の電極６１の表面に電気的に接続された第１のインターコネクタ６３と、第２の電極６２の表面に電気的に接続された第２のインターコネクタ６４と、を含み、光電変換部６０が接着剤５６によりフレキシブル性の樹脂フィルム５７で封止された構成を有している。
【００２２】
ここで、第１のインターコネクタ６３は平板状となっているが、第２のインターコネクタ６４は立体的に折り曲げられており、第２のインターコネクタ６４の第２の電極６２と反対側の端部が第２の電極６２側に折り返された形状となっている。
【００２３】
図３（ａ）に、本発明の太陽電池アレイの一例の模式的な断面図を示す。ここで、本発明の太陽電池アレイは、図１および図２に示す構成を有する第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１を含んでいる。そして、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３とが電気的に接続されている。
【００２４】
図３（ｂ）に、図３（ａ）に示す第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３との接続部の模式的な拡大側面図を示す。
【００２５】
ここで、図３（ｂ）に示す接続部分は、たとえば以下のようにして形成することができる。まず、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれの第１の電極６１の表面に平板状の第１のインターコネクタ６３を電気的に接続するとともに、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれの第２の電極６２の表面に平板状の第２のインターコネクタ６４を電気的に接続する。
【００２６】
次に、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれの第２のインターコネクタ６４の第２の電極６２と反対側の端部を第２の電極６２側に折り曲げる。
【００２７】
そして、第２のインターコネクタ６４の端部を折り曲げた後に、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４の第２の電極６２側に折り返された部分の先端部と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３の先端部とをたとえばパラレルギャップ溶接等の溶接により接合する。これにより、接合後の第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３とからＳ字が構成されることになる。
【００２８】
このように、本発明の太陽電池アレイにおいては、隣接する第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３とがＳ字を構成するように電気的に接続されることから、このＳ字の湾曲部がインターコネクタと太陽電池の光電変換部との熱収縮差に起因して発生する太陽電池間の応力を緩和するストレスリリーフ部となる。
【００２９】
そして、本発明の太陽電池アレイの作製時に、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１をハンドリングする際には、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３および第２のインターコネクタ６４はそれぞれ平板状であることから、従来のように平面的に折り曲がったストレスリリーフ部を有する従来のインターコネクタが接続された太陽電池をハンドリングする場合よりもそのハンドリングの困難性を軽減することができる。
【００３０】
さらに、本発明の太陽電池アレイにおいては、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４は、第１の太陽電池８０と第２の太陽電池８１との接続方向に沿って立体的に折り返されて、第２の太陽電池８１の平板状の第１のインターコネクタ６３と電気的に接続されていることから、従来のように平面的に折り曲がったストレスリリーフ部を有する従来のインターコネクタを用いて接続した場合と比べて、太陽電池アレイを構成する第１の太陽電池８０と第２の太陽電池８１との間隔も狭くすることができる。
【００３１】
図４（ａ）に、本発明の太陽電池アレイの他の一例の模式的な断面図を示す。また、図４（ｂ）に、図４（ａ）に示す第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３との接続部の模式的な拡大側面図を示す。
【００３２】
ここで、図４（ａ）に示される太陽電池アレイにおいては、図４（ｂ）に示すように第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４の折り曲げ部６４ａが円弧状となっていることに特徴がある。このように円弧状に折り曲げることによって、鋭角状に折り曲げた場合よりも第２のインターコネクタ６４の熱収縮等に起因する金属疲労等による第２のインターコネクタ６４の破断を有効に防止することができる傾向にある。
【００３３】
図５（ａ）に、本発明の太陽電池アレイのさらに他の一例の模式的な平面図を示す。また、図５（ｂ）に、図５（ａ）に示す太陽電池アレイを構成する太陽電池の模式的な拡大平面図を示す。
【００３４】
ここで、図５（ａ）に示される太陽電池アレイにおいては、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれの第２のインターコネクタ６４の第２の電極６２側と反対側の端部が第２の電極６２側に立体的に折り返されているとともに、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれの第１のインターコネクタ６３が平面的に直角に折り曲げられており、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれにおいて第１の電極６１と第２の電極６２とが互いに向かい合わない位置に設置されていることに特徴がある。
【００３５】
太陽電池がフレキシブル性を有する場合には、一般的に太陽電池の厚さは薄くなることから、その太陽電池の薄さのためにインターコネクタの厚さを無視することができない。そして、太陽電池アレイを構成する太陽電池の第１の電極６１と第２の電極６２とがたとえば図２に示すように互いに向かい合っている場合には、第１の電極６１と第１のインターコネクタ６３との接続部近傍および第２の電極６２と第２のインターコネクタ６４との接続部近傍において、インターコネクタの長手方向に沿って（すなわち、折り目がインターコネクタの長手方向に平行になるように）太陽電池を円弧状に折り曲げた際に、インターコネクタの厚さがインターコネクタの長手方向に沿って直線的に連なることにより、その折り曲げに対する応力が緩和できず、これらの接続部近傍において太陽電池に割れが発生するおそれがある。
【００３６】
そこで、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１のそれぞれにおいて第１の電極６１と第２の電極６２とを互いに向かい合わない（すなわち、第１の電極６１の位置から太陽電池アレイを構成する太陽電池の接続方向に沿った位置に第２の電極６２が存在しない）位置に設置することによって、第１のインターコネクタ６３と第２のインターコネクタ６４とが対向するのを抑制することができるため、太陽電池に割れが発生するのを低減することができる。
【００３７】
図６に、本発明の太陽電池アレイのさらに他の一例の模式的な平面図を示す。ここで、図６に示す太陽電池アレイにおいては、太陽電池アレイを構成する第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１がそれぞれ第１の電極６１および第２の電極６２をそれぞれ複数有しており、第１の太陽電池８０の複数の第２の電極６２のそれぞれの表面上には第２のインターコネクタ６４が１つずつ接続されており、第２の太陽電池８１の複数の第１の電極６１のそれぞれの表面上には第１のインターコネクタ６３が１つずつ接続されていることを特徴としている。
【００３８】
このような構成とすることによって、第１の太陽電池８０および第２の太陽電池８１の表面の面積の増大に伴ってインターコネクタの接続部の数が増加したとしても、それぞれの接続部においてストレスリリーフ部が確保される。したがって、このような構成とした場合には、太陽電池アレイの一部の接続部において接続不良があったとしても、他の接続部を通して発生電流を取り出すことができるため、太陽電池アレイの信頼性が向上する。
【００３９】
また、本発明においては、以上で説明した本発明の太陽電池アレイを従来から公知の樹脂で封止することによって太陽電池モジュールを作製することができる。
【００４０】
また、上記においては、第１の太陽電池８０の平板状の第２のインターコネクタ６４の端部を折り曲げた後に、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４の表面と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３の表面とを溶接等によって接合する場合について説明したが、本発明においては、第１の太陽電池８０の平板状の第２のインターコネクタ６４の表面と第２の太陽電池８１の平板状の第１のインターコネクタ６３の表面とを溶接等によって接合した後に、第１の太陽電池８０の平板状の第２のインターコネクタ６４の端部を折り曲げることによって、太陽電池アレイを作製することもできる。この場合には、上記で説明した効果に加えて、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３との接合時においてその位置合わせ精度が損なわれることなく、第１の太陽電池８０の第２のインターコネクタ６４と第２の太陽電池８１の第１のインターコネクタ６３とからＳ字を構成することができ、そのＳ字の湾曲部をストレスリリーフ部とすることができる。
【００４１】
なお、本発明において、光電変換部６０は、光エネルギを電気エネルギに変換することができる機能を有するものであれば特に限定されず用いることができ、たとえば、少なくとも１つのｐｎ接合（ｐ型半導体結晶層とｎ型半導体結晶層との接合）を有する半導体結晶層の積層体等を用いることができる。
【００４２】
また、本発明において、第１の電極６１および第２の電極６２はそれぞれ、電気伝導性を有する材質のものを特に限定なく用いることができ、たとえば、光電変換部６０が半導体結晶層の積層体からなる場合には接触する半導体結晶層とオーミック接触をとる金属等を用いることができる。
【００４３】
また、本発明において、第１のインターコネクタ６３および第２のインターコネクタ６４はそれぞれ、電気伝導性を有する材質のものを特に限定なく用いることができ、たとえば、銅または銀等を含む金属等を用いることができる。
【００４４】
今回開示された実施の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説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、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ことが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明によれば、インターコネクタがストレスリリーフ部を有しながらも太陽電池アレイの作製時における太陽電池のハンドリングの困難性を軽減することができ、太陽電池アレイを構成する太陽電池同士の間隔も狭くすることができる太陽電池アレイ、その太陽電池アレイを含む太陽電池モジュールおよびその太陽電池アレイの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の太陽電池アレイの作製に用いられる太陽電池の一例の模式的な断面図である。
【図２】図１に示す太陽電池アレイの模式的な平面図である。
【図３】（ａ）は本発明の太陽電池アレイの一例の模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１の太陽電池の第２のインターコネクタと第２の太陽電池の第１のインターコネクタとの接続部の模式的な拡大側面図である。
【図４】（ａ）は本発明の太陽電池アレイの他の一例の模式的な断面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す第１の太陽電池の第２のインターコネクタと第２の太陽電池の第１のインターコネクタとの接続部の模式的な拡大側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の太陽電池アレイのさらに他の一例の模式的な平面図であり、（ｂ）は（ａ）に示す太陽電池アレイを構成する太陽電池の模式的な拡大平面図である。
【図６】本発明の太陽電池アレイのさらに他の一例の模式的な平面図である。
【図７】太陽電池アレイに用いられる従来の太陽電池の模式的な断面図である。
【図８】図７に示される従来の太陽電池の模式的な平面図である。
【図９】従来のストレスリリーフ部を有するインターコネクタの模式的な平面図である。
【図１０】従来の太陽電池アレイの模式的な平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
５１，６０  光電変換部、５２  ｎ側電極、５３  金属薄膜、５４  ｐ側電極、５５  インターコネクタ、５５ａ  ストレスリリーフ部、５６  接着剤、５７  樹脂フィルム、６１  第１の電極、６２  第２の電極、６３  第１のインターコネクタ、６４  第２のインターコネクタ、６４ａ  折り曲げ部、６５  金属層、８０  第１の太陽電池、８１  第２の太陽電池。
【図１】
2008227085.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８】
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【図９】
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【図１０】
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