(57)【要約】【課題】インターコネクタと太陽電池素子とのはんだ接合部を有する太陽電池装置における、太陽電池素子の反りや割れ、はんだ接合部の剥離等の不具合を低減する。【解決手段】太陽電池素子と、金属材からなるインターコネクタを有し、太陽電池素子の電極上にインターコネクタが、はんだ接合部ではんだ接合された太陽電池において、電極のはんだ接合部上に貫通孔が設けられたインターコネクタを備え、貫通孔を通して、貫通孔下でかつ電極上に位置するはんだ層を加熱機構で直接加熱し、インターコネクタと電極とが、はんだ接合された太陽電池装置に関する。【選択図】図１
2008235549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子と、金属材からなるインターコネクタを有し、
前記太陽電池素子の電極上に前記インターコネクタが、はんだ接合部ではんだ接合された太陽電池において、
前記電極の前記はんだ接合部上に貫通孔が設けられた前記インターコネクタを備え、
前記貫通孔を通して、前記貫通孔下でかつ前記電極上に位置するはんだ層を加熱機構で直接加熱し、
前記インターコネクタと前記電極とが、はんだ接合された太陽電池装置。
【請求項２】
前記金属材は、銅を含む請求項１の太陽電池装置。
【請求項３】
前記加熱機構がレーザーである請求項１の太陽電池装置。
【請求項４】
前記はんだ層の領域は、前記貫通孔の領域を含み、
前記貫通孔の領域は、前記はんだ層の領域より小さい請求項１の太陽電池装置。
【請求項５】
金属材からなるインターコネクタと太陽電池素子とを、前記太陽電池素子の電極上におけるはんだ接合部で、はんだ接合する太陽電池装置の製造方法において、
前記電極上にはんだ層を形成する工程と、
前記はんだ層上に、貫通孔が設けられた前記インターコネクタを搭載する工程と、
前記貫通孔を通して、前記貫通孔下でかつ前記電極上に位置するはんだ層を、加熱機構で前記貫通孔を通じて直接加熱してはんだ接合する工程と、
を備えた太陽電池装置の製造方法。
【請求項６】
前記はんだ層は、前記電極上のはんだ接合部にのみあらかじめ形成されている請求項５の太陽電池装置の製造方法。
【請求項７】
前記インターコネクタの表面が、はんだであらかじめコーティングされている請求項５の太陽電池装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池装置および、太陽電池装置を複数個直列および並列に接続して形成される太陽電池モジュールの構造およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板からなる太陽電池素子において、一般的にその受光面側にｎ型層が形成され、非受光面側にはｐ型層が形成されている。そして、該太陽電池素子の受光面および非受光面には、それぞれ負極電極および正極電極が形成されている。
【０００３】
別の一般的な太陽電池素子の形態としては、太陽電池素子の非受光面のみに負極電極および正極電極の両電極が形成される形態が挙げられる。当該形態において、負極電極部は、太陽電池素子の受光面から非受光面に貫通孔を設けて非受光面に負極電極が形成されている。また、通常、該負極電極には多数のフィンガー電極が接続されている。該フィンガー電極は、光生成キャリアを収集し、負極電極に光生成キャリア集電する役割を有する。
【０００４】
そして、太陽電池素子は一枚では電気出力が小さいため、複数枚の太陽電池素子を直並列に接続して形成される太陽電池モジュールから、実用的な所定の電気出力を発生させる。当該直並列の接続は、負極電極および正極電極にインターコネクタを接続することで行なわれる。ここで、インターコネクタとは、リボン状の金属材を適当な長さに切断したものをいう。
【０００５】
図４は、従来の太陽電池素子の両面に電極を有する太陽電池装置を２枚直列に接続した状態の平面図を示す。
【０００６】
太陽電池素子１０の両面に電極を有する場合は、太陽電池素子１０の受光面側と隣接する太陽電池素子１０の非受光面側の電極とをインターコネクタ１４で接続し、太陽電池モジュールを形成する。また、図示はしないが、太陽電池素子の非受光面側のみに電極を有する場合は、太陽電池素子の非受光面と隣接する太陽電池素子の非受光面の各極の電極どうしとを、インターコネクタで接続し、太陽電池モジュールを形成する。
【０００７】
一般的に太陽電池素子上の電極とインターコネクタとの接続は、はんだによりなされている。この接続の方法は、太陽電池素子上の電極とはんだとインターコネクタとをあらかじめ接触させておいた状態で加熱し、はんだを溶融させ、はんだ接合を行なうものである。はんだは、インターコネクタにあらかじめコーティングしておくか、もしくは太陽電池素子の電極上にあらかじめはんだ層を形成しておくか、またはその両方である。
【０００８】
はんだ接合部は、インターコネクタの長辺方向に沿って、インターコネクタ１４下領域を連続的に、あるいはスポット的に加熱・冷却してはんだ付けして形成されることが一般的である。はんだ接合における加熱・冷却方法は、リフロー炉等によりインターコネクタ１４と太陽電池素子１０の両方の全体を加熱し、その後全体を一様に冷却する方法が一般的である。しかし、当該方法によると、太陽電池素子１０の一般的な材質であるシリコンと、インターコネクタ１４の一般的な材質である銅との線膨張係数の差によって熱応力が発生し、はんだ接合部の剥がれや太陽電池素子１０の割れや反りが生じたりする問題がある。
【０００９】
現在、コスト低減等のため、太陽電池素子１０における基板の厚みは薄くする傾向にあり、これまでの３００〜５００ミクロン程度から、２００ミクロン未満の厚みにしたものが主流になっており、今度さらに薄型化が進む可能性が高い。また、発電効率向上のために、負極電極および正極電極を太陽電池素子の非受光面のみに配置し、非受光面にのみインターコネクタを接続する、片面電極構造の太陽電池素子の需要もこれから増加していくと考えられる。
【００１０】
このような太陽電池素子１０の基板の薄型化や、太陽電池素子１０の片面電極構造化が進む状況下では、上述のインターコネクタ１４のはんだ付け時の熱応力による太陽電池素子１０の反りや割れ、電極剥離等の不具合は、より顕著に現れやすくなり、これらの課題を解決することが必須である。
【００１１】
上述の課題に対して、特許文献１に、はんだ付けの加熱と冷却とを、太陽電池素子とインターコネクタの全体ではなく、局所的に行なう太陽電池素子の接続方法が開示されている。
【００１２】
図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面の一部分と、特許文献１における太陽電池素子とインターコネクタとの接続形態を示す断面図である。太陽電池素子１０は、基板１１と正極電極２ａと負極電極２ｂとを備える。正極電極２ａと負極電極２ｂとの上部には、それぞれはんだ層３ａとはんだ層３ｂとが形成されている。そして、太陽電池素子１０の上部には、はんだ層３ａ、はんだ層３ｂを介してインターコネクタ１４が設置される。上述した、はんだ接合における加熱・冷却方法は、インターコネクタ１４の上部に設けられた加熱ノズル１５と冷却ノズル１６とにより局所的に行なう。つまり、加熱ノズル１５から熱風等を、冷却ノズル１６から冷風等をインターコネクタ１４に噴出することにより、局部的な加熱と冷却とを行なうものである。
【００１３】
なお、太陽電池素子１０の正極電極２ａおよびはんだ層３ａはインターコネクタ１４の長辺方向に沿って連続的にはんだ接合されている状態を示し、負極電極２ｂおよびはんだ層３ｂは断続的にまたはスポット的にはんだ接合されている状態を示す。
【００１４】
図５に示す接続形態において、インターコネクタ１４の長辺方向に沿って連続的にはんだ接合する場合には、長辺方向に沿って、加熱ノズル１５と冷却ノズル１６とを適当な間隔をおいて配列し、加熱ノズル１５および冷却ノズル１６からそれぞれ熱風および冷風を噴出しながら、太陽電池素子１０に対する各ノズルの相対位置を移動方向７へと移動させる。また、インターコネクタ１４の長辺方向に沿って断続的にまたはスポット的にはんだ接合する場合には、加熱ノズル１５ではんだ接合部を加熱しはんだを溶融させた後に、冷却ノズル１６で、そのはんだ接合部を冷却し、はんだ接合を行なう。
【００１５】
本接続形態により、はんだ接合時には、太陽電池素子１０およびインターコネクタ１４の全体ではなく、はんだ接合部付近の部分的にしか熱がかからない。したがって、太陽電池素子１０の全体を加熱するはんだ接合の方式と比較して、はんだ接合後に太陽電池素子１０または、はんだ接合部等に発生する熱応力は低減される。
【特許文献１】特開２００６−６６５７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
インターコネクタ１４として汎用される銅は、はんだ層３ａおよびはんだ層３ｂよりも熱伝導率が高い（はんだ＝６０Ｗ／ｍ／Ｋ，銅＝３９０Ｗ／ｍ／Ｋ）。また、通常はインターコネクタ１４の厚みは、はんだ層３ａ、はんだ層３ｂの厚みよりも大きい。したがって、インターコネクタ１４上部からの加熱では、インターコネクタ１４下に位置するはんだ層３ａおよび３ｂが融点まで加熱されるまでの間に、インターコネクタ１４の長辺方向に熱が拡散する。
【００１７】
その結果、特許文献１における接続方法では、インターコネクタ１４長辺方向に沿って連続的にはんだ付けする場合は、加熱ノズル１５と冷却ノズル１６との間にインターコネクタ１４の高温領域８が発生する。スポット的にはんだ付けをする場合には、加熱を行っているはんだ接合部とその直前に加熱したはんだ接合部との間に、または加熱したはんだ接合部と冷却ノズル１６との間に、インターコネクタ１４の高温領域８が発生してしまう。
【００１８】
ここで、はんだは融点未満になると凝固し、接合部が固着される。したがって、はんだが融点未満の接合部と冷却ノズル１６の間に存在するインターコネクタの高温領域８の温度分布、すなわち温度の高さとその温度分布領域の長さにより、冷却後に太陽電池素子１０およびはんだ接合部等に発生する熱応力の大きさが決定される。該熱応力は、太陽電池素子１０の温度分布も関係はするが、インターコネクタ１４の高温領域８の影響が大きい。
【００１９】
以上より、特許文献１の接続方法においても、インターコネクタの高温領域８があることにより、太陽電池素子およびはんだ接合部等への熱応力が発生する。
【００２０】
この熱応力をより小さくするためには、加熱点と冷却点との間に存在するインターコネクタ１４の高温領域８を小さく、かつその温度を低く保つ必要がある。そのためには、インターコネクタ１４の長辺方向への熱の拡散を抑えることが必要である。
【００２１】
その対策として、加熱ノズル１５と冷却ノズル１６との間の距離を小さくすることがあげられる。しかし距離を小さくすると、加熱ノズル１５によるはんだの温度上昇が困難になり、距離が小さすぎる場合には、はんだが融点に達せず、温度上昇不足によるはんだ接合不良が発生する問題がある。
【００２２】
本発明は、上述の従来技術の課題を解決するもので、インターコネクタ１４の長辺方向への熱拡散を低減してはんだ付けを行なうことによって、太陽電池素子１０やはんだ接合部等に発生する熱応力を低減し、太陽電池素子１０の反りや割れ、はんだ接合部の剥離等の不具合を低減した信頼性の高い太陽電池装置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】
【００２３】
本発明は、太陽電池素子と、金属材からなるインターコネクタを有し、太陽電池素子の電極上にインターコネクタが、はんだ接合部ではんだ接合された太陽電池において、電極のはんだ接合部上に貫通孔が設けられたインターコネクタを備え、貫通孔を通して、貫通孔下でかつ電極上に位置するはんだ層を加熱機構で直接加熱し、インターコネクタと電極とが、はんだ接合された太陽電池装置に関する。
【００２４】
また、本発明の太陽電池装置において、金属材は、銅を含むことが好ましい。
また、本発明の太陽電池装置において、加熱機構がレーザーであることが好ましい。
【００２５】
また、本発明の太陽電池装置において、はんだ層の領域は、貫通孔の領域を含み、貫通孔の領域は、はんだ層の領域より小さいことが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、金属材からなるインターコネクタと太陽電池素子とを、太陽電池素子の電極上におけるはんだ接合部で、はんだ接合する太陽電池装置の製造方法において、電極上にはんだ層を形成する工程と、はんだ層上に、貫通孔が設けられたインターコネクタを搭載する工程と、貫通孔を通して、貫通孔下でかつ電極上に位置するはんだ層を、加熱機構で貫通孔を通じて直接加熱してはんだ接合する工程とを備えた太陽電池装置の製造方法に関する。
【００２７】
また、本発明の太陽電池装置の製造方法において、はんだ層は、電極上のはんだ接合部にあらかじめ形成されていることが好ましい。
【００２８】
また、本発明の太陽電池装置の製造方法において、インターコネクタの表面が、はんだであらかじめコーティングされていることが好ましい。
【００２９】
なお、以下、「電極」は正極電極と負極電極とを含む概念である。また、「電極の上」、および「電極の上部」とは、電極における基板１に設置された面と反対側のことを示すこととする。また、「インターコネクタの上部」とは、インターコネクタにおける、太陽電池素子の電極とはんだ接合されていない面側のことを示す。また、基板および太陽電池素子の受光面とは、直接光を受ける面を示し、非受光面とは、受光面の反対の面で、光を直接受けない面を示すこととする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の太陽電池装置および製造方法は、太陽電池素子やはんだ接合部等に発生する熱応力が低減される。したがって、太陽電池素子の基板を薄型化しても、また、太陽電池素子を片面電極構造化しても、太陽電池素子のそりや割れ・はんだ接合部の剥離等の不具合が低減された信頼性の高い太陽電池装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本願の図面において、同一の符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。また、図面における長さ、大きさ、幅などの寸法関係は、図面の明瞭化と簡略化のために適宜に変更されており、実際の寸法を表してはいない。
【００３２】
図１は、本発明における太陽電池素子とインターコネクタとのはんだ接合の一形態を示す断面図である。図２は、本発明におけるインターコネクタの平面図である。図３は、本発明における太陽電池素子とインターコネクタとのはんだ接合の別の一形態を示す断面図である。以下、図１、図２および図３に基づいて、まず、本発明の太陽電池装置の構造について説明する。
【００３３】
＜太陽電池装置＞
図１に示すように、本発明の太陽電池素子は、基板１と基板１の受光面上に形成された「電極」である正極電極および非受光面上に形成された「電極」である負極電極２ｃとを備える。便宜上図１においては、負極電極２ｃのみを図示する。そして、太陽電池装置は、該太陽電池素子と金属材からなるインターコネクタ４とを備え、太陽電池素子の正極電極および負極電極２ｃ上にインターコネクタ４がはんだ接合部ではんだ接合されている。
【００３４】
基板１は、単結晶シリコンや多結晶シリコンからなり、基板１の内部には、ボロンなどのｐ型不純物を多く含んだｐ層と、リンなどのｎ型不純物を多く含んだｎ層とが接してなるｐｎ接合が形成されている。そして、基板１の受光面側の内部にはｎ層が、非受光面側の内部にはｐ層が形成されている。ｎ層およびｐ層には、それぞれの極に対応した負極電極２ｃと正極電極とが、銀ペースト等により形成されている。負極電極２ｃおよび正極電極は線状、もしくはランド状等に形成される。受光面には、受光面で発生した電流を負極電極へと集電するフィンガー状の電極が形成されていてもよい。該フィンガー状の電極は、互いにある間隔をあけて、基板１の受光面を網羅するようにパターン形成される。
【００３５】
本発明のインターコネクタ４は、太陽電池素子におけるはんだ接合部上に相当する位置に貫通孔９が設けられている。具体的には、インターコネクタ４は、太陽電池素子の負極電極２ｃ上であって、はんだ層３ｃが設けられ、かつ、はんだ接合部として設定された位置に貫通孔９を設けられている。このとき、太陽電池素子のサイズが例えば１５０ｍｍ×１５０ｍｍとすると、１枚の太陽電池素子に通常１０〜４０点程度でインターコネクタ４と負極電極２ｃとのはんだ接合部が形成される。また、一枚の太陽電池素子に対して通常４〜２０本程度のインターコネクタ４と太陽電池素子の電極とがはんだ接合される。本発明におけるインターコネクタ４は例えば、平角状で幅２．５〜５．０ｍｍ、厚み０．１〜０．２ｍｍの銅材であることが好ましい。
【００３６】
図２に示すようにインターコネクタ４は円形の貫通孔９が複数設けられる。図２においては、貫通孔９は円形であるが、本形状は特に限定されず、例えば楕円もしくは多角形やその他の形状でも良い。インターコネクタ４の貫通孔９の領域は、はんだ層３ｃの領域と同じかもしくは小さいものとする。そして、貫通孔９の大きさは、インターコネクタ４の導電抵抗を極力抑えつつ、後述する加熱機構による加熱源がインターコネクタ４に接触することなしに通過できる大きさを適宜選択する必要がある。
【００３７】
また、金属材からなるインターコネクタ４の材料は、特に限定されないが、電気抵抗の少ない銅を含むことが好ましい。その他、インターコネクタ４の材料の例示としては、銀などをあげることができる。また、貫通孔９を含むはんだ接合部の付近のインターコネクタ４には、はんだがあらかじめコーティングされていても、いなくてもよい。
【００３８】
太陽電池素子の負極電極２ｃおよび正極電極とインターコネクタ４とは、負極電極２ｃ上に形成したはんだ層３ｃで形成されるはんだ接合部ではんだ接合されている。ここで、はんだ接合部は、負極電極２ｃ上であって、太陽電池装置において適宜設定されるはんだ接合の位置である。当該はんだ接合部は、太陽電池装置の形態や太陽電池素子における電極の形態等に合わせて適宜設定することができる。負極電極２ｃ上には、はんだ接合部となる位置にあらかじめはんだ層３ｃが形成されており、太陽電池素子の上にインターコネクタ４が設置される。この際、インターコネクタ４は、貫通孔９がはんだ層３ｃ上になるように設置される。そして、はんだ層３ｃの領域は、貫通孔９の領域を含み、貫通孔９の領域は、インターコネクタ４と負極電極２ｃとの接合を確実にするため、はんだ層３ｃの領域より小さいことが好ましい。
【００３９】
そして、本発明の太陽電池装置は、インターコネクタ４の貫通孔９を通して加熱機構で貫通孔９下でかつ電極上に位置するはんだ層３ｃを直接加熱することで、インターコネクタ４と負極電極２ｃおよび正極電極との間にはんだ接合部が形成される。該はんだ接合は、インターコネクタと太陽電池素子上の電極間で、断続的すなわちスポット的に形成されている。該加熱によって溶融したはんだが、インターコネクタ４の貫通孔９周辺のインターコネクタ４表面に流れ込み、良質なはんだ接合を提供することができる。
【００４０】
上述の加熱機構は、レーザーやランプ等を用いたビームであることが好ましい。そして、レーザーが発するレーザー光は、スポット径を極力小さくできることから、局所的にはんだ層を直接加熱することができる。また、はんだ層３ｃにおけるはんだ量を可能な限り少なく適切量にすることで、はんだの熱容量が少なく加熱に要する時間が短くなる。その結果、インターコネクタ４の長辺方向への熱の拡散量もより抑えられる。なお、レーザーは、波長が０．８〜０．９５μｍの半導体レーザーや、波長が１．０６４μｍのＹＡＧレーザーを用いることが好ましい。
【００４１】
ここで、本発明の太陽電池装置において、図３に示すように、インターコネクタ４として、はんだ３ｄでコーティングされているものを用いても良い。このとき、加熱機構５によってインターコネクタ４の貫通孔９から直接はんだ層３ｃを直接加熱するとき、同時に貫通孔周辺であってはんだ層３ｃ周辺のはんだ３ｄも溶融する。はんだ層３ｃとはんだ３ｄは、濡れ性がよいため、良好なはんだ接合部を形成することが可能である。
【００４２】
そして、本発明の太陽電池装置は、上述した図４に示すような形態で、各極の電極に接続されたインターコネクタは、隣接する太陽電池素子間において、直並列に接続されことで、太陽電池モジュールを形成することができる。このとき、インターコネクタ４は、一枚の太陽電池素子内では正極電極および負極電極のそれぞれの電極どうしを接続し、通常は一枚の太陽電池素子には両極とも少なくとも１本ずつ、計２本以上が接続される。太陽電池素子の両面に電極を有する場合は、太陽電池素子の受光面側と隣接する太陽電池素子の非受光面側の電極とをインターコネクタ４で接続し、太陽電池モジュールを形成する。また、太陽電池素子の非受光面側のみに電極を有する場合は、太陽電池素子の非受光面と隣接する太陽電池素子の非受光面の電極どうしとを、インターコネクタで接続し、太陽電池モジュールを形成する。
【００４３】
なお、図１においては、基板１の受光面および非受光面の両面にそれぞれ正極電極および負極電極２ｃが設けられている太陽電池素子を例に説明したが、本発明の太陽電池装置は、太陽電池素子の非受光面にのみに両極の電極が設けられているものを備えてもよいし、受光面に負極電極を、非受光面に正極電極を設けたものを備えてもよい。また、本発明において基板１が０．１〜０．３ｍｍの厚さの薄型の太陽電池素子である場合に、特に従来生じえた太陽電池素子の割れ、反りの防止に効果を発揮する。
【００４４】
本発明の太陽電池装置は、従来品と比較して、太陽電池素子の反りや割れ・はんだ接合部の剥離等の不具合を低減される。したがって、太陽電池素子の基板を薄型化しても、また、太陽電池素子を片面電極構造化しても、信頼性の高い太陽電池装置を得ることができる。また、インターコネクタによって、太陽電池装置を直並列に接続されてなる太陽電池モジュールも同様に、太陽電池素子の基板を薄型化しても、また、太陽電池素子を片面電極構造化しても、信頼性の高い太陽電池モジュールを得ることができる。
【００４５】
＜太陽電池装置の製造方法＞
図１および図２に基づいて、本発明の製造方法について説明する。本発明の太陽電池装置の製造方法は、金属材からなるインターコネクタ４と太陽電池素子とを、太陽電池素子の負極電極２ｃおよび正極電極上におけるはんだ接合部で、はんだ接合するものである。本発明において、太陽電池素子は、上述した構造のものを用いることができる。例えば、太陽電池素子の基板１は、厚み０．２〜０．５ｍｍ、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ程度の多結晶シリコンからなるものを用いることができる。そして、太陽電池素子は、該基板１に、ｐ層とｎ層とを形成し、銀ペースト等により直径３ｍｍ程度のランド状の正極電極および負極電極２ｃを形成し、その他必要に応じてフィンガー電極を形成しても良い。
【００４６】
≪電極上にはんだ層を形成する工程≫
まず、太陽電池素子の負極電極２ｃおよび正極電極上に、はんだ層３ｃを形成する。はんだ層３ｃとは、負極電極２ｃおよび正極電極上であって、太陽電池装置において適宜設定されるはんだ接合の位置に相当する部分を含む領域に形成されるはんだの層である。例えば、はんだ層３ｃは、太陽電池素子上にスポット的に設けられた負極電極２ｃ上に、フローはんだ槽にてノズルからの噴流等により負極電極２ｃと同程度の大きさで形成される。または、はんだペースト印刷等により供給される。このとき、例えば、太陽電池素子のサイズが１５０ｍｍ×１５０ｍｍとすると、１枚の太陽電池素子に通常１０〜４０点程度ではんだ層３ｃは、形成されることが好ましい。また、はんだ層３ｃのはんだ量をなるべく少なく適切量にすることで、はんだの熱容量が少なく加熱に要する時間が短くなり、その結果、後述する「はんだ接合する工程」においてインターコネクタ４の長辺方向への熱の拡散量もより抑えることができる。したがって、はんだ層は、電極上のはんだ接合部にのみあらかじめ形成されていることが好ましい。
【００４７】
≪インターコネクタを搭載する工程≫
次に、図２に示すように貫通孔９を設けたインターコネクタ４を設置（搭載）する。インターコネクタ４の貫通孔９は、インターコネクタ４のはんだ層３ｃに位置する領域に対応して、インターコネクタ４をパンチ加工等により開口して形成される。貫通孔９の領域の面積は、はんだ層３ｃの領域の面積の０．１〜１．０倍であることが好ましい。また、貫通孔９の中心と、はんだ層３ｃの中心とが一致していることが好ましい。インターコネクタ４の貫通孔９およびはんだ層３ｃの形状が円形である場合には、貫通孔９の直径は、はんだ層３ｃの直径と同じかもしくは小さいものであることが好ましい。インターコネクタ４の貫通孔９の形状は円に限ったものではなく、楕円もしくは多角形やその他の形状でも構わない。
【００４８】
また、図３に示すように、あらかじめはんだ３ｄがコーティングされているインターコネクタ４に、貫通孔９を設けたものを用いても良い。
【００４９】
≪はんだ接合する工程≫
次に、貫通孔９を通して、貫通孔９下でかつ負極電極２ｃおよび正極電極上に位置するはんだ層３ｃを、加熱機構で貫通孔を通じて直接加熱してはんだ接合部を形成する。
【００５０】
本発明におけるインターコネクタ４の電極へのはんだ付け工程の加熱機構としては、インターコネクタ４の上部から、インターコネクタ４に設けられた貫通孔９を通して直接電極上のはんだ層３ｃを加熱できるものである。例えば、加熱機構による加熱のスポット径を極力小さくできるレーザー光照射によるものが適している。
【００５１】
はんだ層３ｃの加熱は、１つのはんだ接合部ごとに加熱しても、また多数のはんだ接合部を同時に加熱してもよい。また、太陽電池素子の受光面および非受光面の両方をはんだ付けする必要がある場合には、受光面および非受光面の片面づつ加熱しても、また両面を同時に加熱してもよい。
【００５２】
加熱の後にはんだを冷却する手段は、特に専用ツール等を設けずともよく、自然冷却でもよい。
【００５３】
インターコネクタ４の上部から貫通孔９を通してはんだ層３ｃを直接加熱する際には、はんだ接合される正極電極および負極電極２ｃ上のはんだ層３ｃと、インターコネクタ４とが接触している必要がある。インターコネクタ４を太陽電池素子上に搭載後、インターコネクタ４と正極電極および負極電極２ｃ上のはんだ層３ｃとを接触させておくために、ツール等を用いてもよい。
【００５４】
以上の工程によって、太陽電池装置が形成される。また、インターコネクタ４によって該太陽電池装置どうしが直並列に接続された太陽電池モジュールを作製することも可能である。
【００５５】
本発明の製造方法により、インターコネクタ４よりも先にはんだの温度を上昇させることができ、はんだがその融点もしくははんだ付け温度まで加熱されるまでの間に、インターコネクタの長辺方向への熱の拡散量が抑えられ、インターコネクタの温度を低く、かつその温度分布領域も少なくすることができる。
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
［実施例］
＜実施例１＞
本発明の実施例１について、図１に基づいて説明する。
【００５８】
まず、太陽電池素子を作製した。厚み０．２ｍｍ、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍの多結晶シリコンからなる基板１を準備し、基板１の受光面側の内部にｐ層を、非受光面側の内部にｎ層を形成した。そして、ｐ層上とｎ層上とにはそれぞれの極に対応する正極電極と負極電極２ｃとを、銀ペーストにより直径３ｍｍのランド状に形成した。
【００５９】
そして、基板１の受光面には、受光面で発生した電流を負極電極へと集電するフィンガー電極を、幅０．２ｍｍで、フィンガー電極どうしにある間隔をあけて、太陽電池素子の受光面を網羅するようにパターン形成した。
【００６０】
≪電極上にはんだ層を形成する工程≫
太陽電池素子上にスポット的に設けられた負極電極２ｃおよび正極電極上に、あらかじめ直径３ｍｍはんだ層３ｃを形成した。はんだ層３ｃは、フローはんだ槽にてノズルからの噴流により形成した。
【００６１】
≪インターコネクタを搭載する工程≫
次に、２．５ｍｍ幅のインターコネクタ４を設置した。そして、インターコネクタ４を太陽電池素子の上に設置した際にはんだ層３ｃ上に位置する領域に、あらかじめ直径１．３ｍｍの貫通孔９を設けた。貫通孔９はパンチ加工により円形に開口した。
【００６２】
≪はんだ接合する工程≫
はんだ層３ｃの上部に貫通孔９が位置するように太陽電池素子１上にインターコネクタ４を搭載し、インターコネクタ４とはんだ層３ｃとを接触させ、ツール等で固定した。そして、加熱機構５はレーザーとし、スポット径が０．９ｍｍのものを使用した。該レーザーには、その波長が１．０６４μｍ程度のＹＡＧレーザーを用いた。
【００６３】
インターコネクタ４の貫通孔９の上部に加熱機構５を配置し、この貫通孔９を通して、太陽電池素子の負極電極２ｃ上にあらかじめ形成されたはんだ層３ｃに直接レーザー光を照射し直接加熱した。
【００６４】
このときの該レーザー光は、貫通孔９の内側を通り、インターコネクタ４には接触せずに、直接はんだ層３ｃを照射できるように、照射位置を制御した。
【００６５】
以上の工程によって本発明の太陽電池装置を作製した。
＜実施例２＞
図３に基づいて本実施例を説明する。
【００６６】
本実施例においては、実施例１における≪インターコネクタを搭載する工程≫で、あらかじめはんだ３ｄがコーティングされているインターコネクタ４に、貫通孔９を設けたものを用いたこと以外には、実施例１と同様に太陽電池装置を作製した。
【００６７】
今回開示された実施の形態および実施例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。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明における太陽電池素子とインターコネクタとのはんだ接合の一形態を示す断面図である。
【図２】本発明におけるインターコネクタの平面図である。
【図３】本発明における太陽電池素子とインターコネクタとのはんだ接合の別の一形態を示す断面図である。
【図４】従来の太陽電池素子の両面に電極を有する太陽電池装置を２枚直列に接続した状態の平面図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面の一部分と、特許文献１における太陽電池素子とインターコネクタとの接続形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１，１１  基板、２ａ  正極電極、２ｂ，２ｃ  負極電極、３ａ，３ｂ，３ｃ  はんだ層、３ｄ  はんだ、４，１４  インターコネクタ、５  加熱機構、７  移動方向、８  高温領域、９  貫通孔、１０  太陽電池素子、１５  加熱ノズル、１６  冷却ノズル。
【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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