(57)【要約】  【課題】  太陽電池モジュールの出力特性は維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードの太陽電池素子との半田付け部に発生するボイドを抑制した太陽電池モジュールを提供する。  【解決手段】  隣接する２つの太陽電池素子の電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔１１に半田層７を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリード１０であって、前記金属箔１１の前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする。  【選択図】  図１
2005191200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する２つの太陽電池素子の電極と半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項２】
隣接する２つの太陽電池素子の電極と半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある前記金属箔の他の面部が略凸形状を成したことを特徴とする太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項３】
前記金属箔の前記電極と対向する部分を前記電極に向かう方向に略凸形状に湾曲させたことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項４】
前記金属箔の一方の太陽電池素子の電極と対向する部分をこの電極に向かう方向に略凸形状に湾曲させるとともに、前記金属箔の他の部分を前記方向に略凸形状に湾曲させたことを特徴とする請求項２に記載の太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項５】
前記金属箔の幅方向の中央部が端部より厚くなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項６】
前記金属箔が銅より構成されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽電池素子接続用インナーリード。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続したことを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項８】
金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて隣接する２つの太陽電池素子の電極を前記金属箔に被覆した半田層を溶融させることによって半田付け接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、前記金属箔を被覆している半田層は前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項９】
金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて隣接する２つの太陽電池素子の電極を前記金属箔に被覆した半田層を溶融させることによって半田付け接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、前記金属箔を被覆している半田層の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある前記金属箔の他の面部が略凸形状を成したことを特徴とする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】
本発明は太陽電池素子接続用インナーリードに関するものであり、また、複数の太陽電池素子を上記太陽電池素子接続用インナーリードにより電気的に接続した太陽電池モジュールに関するものであり、さらに上記太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽電池素子の断面図を図３に示す。図３において、１３は半導体基板、２は拡散層、３は反射防止膜、４はＢＳＦ層、５は表面電極、６は裏面電極、７は半田層を示す。
【０００３】
図３に示すように太陽電池素子１は、Ｐ型領域とＮ型領域から形成されており、Ｎ型領域の表面には表面電極５が設けられており、Ｐ型領域の表面には裏面電極６が設けられている。
【０００４】
太陽電池素子の表面に形成する電極は、電極材料をスクリーン印刷法によって半導体基板上１２の表裏面に塗布し焼きつけることによって得る方法が一般的である。
【０００５】
図４は一般的な太陽電池素子の表面構造を説明するための図である。
【０００６】
表面電極５は、図４に示すように太陽電池素子接続用インナーリード接続用電極のバスバー電極８と集電用電極のフィンガー電極９から形成されている。
【０００７】
ここでいう太陽電池素子接続用インナーリードは太陽電池素子同士を電気的に接続するもので、通常、厚さ０．１ｍｍ程度、幅２ｍｍ程度の銅箔の全面を半田コートしたものを、所定の長さに切断し、太陽電池素子の電極上に半田付けして用いる。太陽電池素子接続用インナーリードは、例えば直列接続する場合には、隣接する太陽電池素子同士の受光面側の電極と裏面側の電極を交互に接続する。
【０００８】
図３では裏面電極６を裏面全面に均一に形成している図を示したが、裏面電極６も太陽電池素子接続用インナーリードの接続用バスバー電極と集電電極から構成してもよい。表裏面のバスバー電極８の表面には、断面積を大きくし抵抗損失を小さくするため、また長期信頼性を確保するため、さらに複数の太陽電池素子を接続しやすくするために半田層７を形成する。また太陽電池素子１同士を接続するために太陽電池素子接続用インナーリード１０が接続される。
【０００９】
図５は従来の太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの断面を示した図、図６は一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための断面図、図７は一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための表面から見たときの平面図である。
【００１０】
太陽電池素子接続用インナーリード１０は、図５にその模式図を示すように平角状の銅箔１５の周囲に半田層７を形成した構成となる。そして図６および図７に示すように一方端を表面電極５上のほぼ全長にわたって配線し、その複数箇所を表面電極５と溶着することで、バスバー電極８と太陽電池素子接続用インナーリード１０を接続する。他方端は隣接する太陽電池素子１の裏面電極６のバスバー電極８に溶着することで太陽電池素子１同士が接続される。これを繰り返すことにより太陽電池モジュールを形成する。
【００１１】
太陽電池素子１と太陽電池素子接続用インナーリード１０を接続するためには半田鏝やホットエアーなどで両方の半田を加熱し、圧着する方法が一般的である。このとき両者を別々に加熱して圧着することも可能であるが、太陽電池素子１の電極上に太陽電池素子接続用インナーリード１０を配線し、その上から加熱して両者の半田を溶融させ圧着する方が生産性の面で効率的である。
【００１２】
太陽電池素子接続用インナーリード１０は太陽電池素子１のバスバー電極８の全長にわたり溶着することも可能である。しかし溶着の際に加えられる熱に起因して、太陽電池素子１と太陽電池素子接続用インナーリード１０の熱収縮率の違いにより、太陽電池素子１に反りが発生し割れの原因となる。また太陽電池素子１のバスバー電極８が端部から剥離してしまうこともある。そのため、太陽電池素子１のバスバー電極８上の複数箇所で太陽電池素子接続用インナーリード１０と溶着する方法が多用されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば溶着していない部分でストレスがある程度吸収され、太陽電池素子１の反りを緩和することができ、割れを抑制することが可能になる。
【特許文献１】特開２００２−３５９３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、この従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池素子１と太陽電池素子接続用インナーリード１０の熱収縮率の違いによるストレスはすべて溶着部にかかってしまう。
【００１４】
図８は一般的な太陽電池素子の半導体基板表面に形成されたバスバー電極の断面図、図９は従来の太陽電池モジュールのうち、電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配線したときの状態を説明するための断面図である。
【００１５】
電極材料を塗布し焼きつけることによって電極を形成した太陽電池素子１の半導体基板１３表面に形成されたバスバー電極８および半田が被覆された状態での断面は、図８に示すように中央が高く端にいくにつれ低くなる形状をしている。ここに図５に示すように中央に板状の銅箔１５がある太陽電池素子接続用インナーリード１０を接続するため、太陽電池素子１の半導体基板１３表面に形成された表面電極５上に太陽電池素子接続用インナーリード１０を配置した状態で、太陽電池素子接続用インナーリード１０の上からホットエアーや半田鏝などで熱を加えると、太陽電池素子接続用インナーリード１０の半田層７は外部から溶融が始まり、表面電極５に外側からなだれ込むようにして外側から溶着が始まり、内側に向かって進行する。太陽電池素子接続用インナーリード１０の半田が外側から表面電極５上に流れ込み溶着が始まると、溶着部は内部に空気を取り込んだ状態になり、図９に示すように内部に気泡（以下、ボイドと呼ぶ）１２を有する状態となってしまう。そして１度取り込まれたボイド１２は、後から熱を加えても、逃げ場を失ってしまい外部に出ることはない。ボイド１２が存在すると、その部分の半田は弱くなってしまい、半田に亀裂がはいってしまうという問題が発生することがあった。
【００１６】
また、太陽電池モジュールは、通常、屋外で長期間使用されることになるので、日中は周囲温度以上の高温となり、夜間は周囲温度程度の低温となる。また、季節変化にも影響される。この温度サイクルにより、太陽電池素子接続用インナーリード１０の熱膨張、収縮が繰り返されることで、溶着部に大きな応力がかかり、亀裂や剥離が進行し、表面電極５と太陽電池素子接続用インナーリード１０が剥がれ、太陽電池モジュールの特性が低下したり、場合によっては極端に抵抗が高くなってしまい、発熱し太陽電池モジュールの充填材（図不示）を溶かしてしまうという問題が発生することがあった。
【００１７】
表面電極５と太陽電池素子接続用インナーリード１０の半田溶着部のボイド１２の発生を抑制するためには、太陽電池素子接続用インナーリード１０の幅を表面電極５の幅より小さくすればよいが、太陽電池素子接続用インナーリード１０の抵抗損失が大きくなってしまうため、太陽電池素子接続用インナーリード１０を厚くして断面積を増加させなければならなくなる。
【００１８】
ところが、太陽電池素子接続用インナーリード１０が厚くなると、この太陽電池素子接続用インナーリード１０をホットエアーなどで加熱し、表面電極５に溶着する際に、表面電極５の半田層７まで熱が伝わりにくく、表面電極５と太陽電池素子接続用インナーリード１０の溶着に時間がかかり、太陽電池素子接続用インナーリード１０の熱膨張による伸びが更に大きくなるという問題があった。太陽電池素子接続用インナーリード１０が伸びた状態で表面電極５に溶着されると、太陽電池素子接続用インナーリード１０が縮む際に、溶着部に更に大きな圧縮応力が印加されてしまうという問題がある。
【００１９】
また半田溶着部のボイド１２の発生を抑制する別の方法としては、銅箔１５の厚みを薄くして表面電極５の形状に沿いやすくしてやればよい。しかしこの方法では、太陽電池素子接続用インナーリード１０の抵抗損失が大きくなってしまうため、太陽電池素子接続用インナーリード１０の幅を広くして断面積を増加させなければならなくなる。このようにしてしまえばさらに多くのボイド１２が発生したり、大きなボイド１２になってしまう。
【００２０】
本発明の目的は、このような従来の太陽電池モジュールの問題点に鑑みてなされたものであり、太陽電池モジュールの出力特性は維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードを太陽電池素子の電極に半田付けにて接続した部分のボイド発生を抑制した太陽電池モジュールを提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、上記太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続した信頼性の高い太陽電池モジュール及びそ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】
【００２２】
上記目的を達成するために、本発明の太陽電池素子接続用インナーリードは、隣接する２つの太陽電池素子の電極と半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする。
【００２３】
また、本発明の他の太陽電池素子接続用インナーリードは、隣接する２つの太陽電池素子の電極と半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある前記金属箔の他の面部が略凸形状を成したことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の他の太陽電池素子接続用インナーリードは、前記金属箔の前記電極と対向する部分を前記電極に向かう方向に略凸形状に湾曲させたことを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の他の太陽電池素子接続用インナーリードは、前記金属箔の一方の太陽電池素子の電極と対向する部分をこの電極に向かう方向に略凸形状に湾曲させるとともに、前記金属箔の他の部分を前記方向に略凸形状に湾曲させたことを特徴とする。
【００２６】
また、前記金属箔の幅方向の中央部が端部より厚くなっていてもよい。
【００２７】
また、前記金属箔が銅より構成されていたほうが望ましい。
【００２８】
さらに本発明の太陽電池モジュールは、請求項１ないし６のいずれかに記載の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続したことを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて隣接する２つの太陽電池素子の電極を前記金属箔に被覆した半田層を溶融させることによって半田付け接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、前記金属箔を被覆している半田層は前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする。
【００３０】
さらに、本発明の他の太陽電池モジュールの製造方法は、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて隣接する２つの太陽電池素子の電極を前記金属箔に被覆した半田層を溶融させることによって半田付け接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、前記金属箔を被覆している半田層の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある前記金属箔の他の面部が略凸形状を成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の太陽電池素子接続用インナーリードによれば、隣接する２つの太陽電池素子の電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことで、太陽電池素子接続用インナーリードの外側から加圧すると金属箔に凸部の電極と、電極に凸部の金属箔が最も早く接触し、この部分から溶着が始まることになる。その後加熱および加圧を続ければ溶着は内側から外側へ進行することになり、従来のように溶着部の中央に空気が残り、ボイドが発生するということはなくなる。
【００３２】
本発明の他の太陽電池素子接続用インナーリードによれば、隣接する２つの太陽電池素子の電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある前記金属箔の他の面部が略凸形状を成したことで、太陽電池素子接続用インナーリードが作りやすくなり、製造コストを下げることができる。
【００３３】
また、本発明にかかるインナーリードを太陽電池素子の受光面電極側に使用すれば、電極を従来よりも細くしても従来と同じ接触面積を確保することができ、接触抵抗を増加させることがないので、太陽電池素子の受光面積を増加させることが可能になり、高特性の太陽電池モジュールを得ることができるようになる。
【００３４】
さらに、本発明にかかる太陽電池素子接続用インナーリード１０を太陽電池素子の裏面側に使用しても、電極を従来よりも細くしても従来と同じ接触面積を確保することができ、接触抵抗を増加させることがないので、電極材料の使用量を削減し太陽電池モジュールの製造コストを下げることができるようになる。また、従来の電極幅のまま使用したとしても、従来よりも広い接触面積を確保することができるため、圧着の圧力を下げることが可能になり、太陽電池モジュールの製造中の太陽電池素子の割れを抑制することが可能になる。
【００３５】
さらに、前記金属箔が銅より構成されるようにしたことで、前記太陽電池素子接続用インナーリードの導電性がよく、半田付けもしやすい。
【００３６】
また、本発明の太陽電池素子接続用インナーリードは、特に太陽電池素子の特性を向上させるため、バスバー電極上の半田の厚みを厚くしたモジュール、もしくは抵抗損失を減らすため太陽電池素子接続用インナーリード内の銅箔の断面積を大きくした、特に厚みを厚くした太陽電池モジュールに使用すれば、特にその効果を有効に発揮する。
【００３７】
また、本発明の太陽電池モジュールによれば、請求項１ないし５のいずれかに記載の太陽電池素子接続用インナーリードを用いて複数の太陽電池素子を電気的に接続したことで、太陽電池素子接続用インナーリードが太陽電池素子の電極に半田付けにて接続した部分のボイド発生を抑制することができ、より信頼性の高い太陽電池モジュール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】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。図３は、本発明に係る太陽電池素子の断面図を示す。また図２は本発明にかかる太陽電池モジュールのうち、電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配線したときの状態を説明するための断面図である。
【００３９】
図２及び図３において、１３は半導体基板、２はｎ型拡散層、３は反射防止膜、４はＢＳＦ層、５は表面電極、６は裏面電極、７は半田層、８はバスバー電極、９はフィンガー電極、１０は太陽電池素子接続用インナーリード、１１は金属箔である。
【００４０】
本発明において、太陽電池素子の基本的な構造は従来のものと同じである。ここでは半導体基板１３としてＰ型のシリコン基板を使用する場合を例にとり説明する。
【００４１】
半導体基板１３は、厚み０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどからなる。この半導体基板１は、ボロン（Ｂ）などの一導電型半導体不純物を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３程度含有し、比抵抗は１〜５Ω・ｃｍ程度である。
【００４２】
この半導体基板１３を拡散炉中に配置して、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ３）などを用いて加熱することによって半導体基板１１の表面部にリン原子を１×１０１６〜１０１８ａｔｏｍｓ・ｃｍ−３程度拡散させ、厚み０．３〜０．４μｍ程度の拡散層２を形成する。
【００４３】
次に半導体基板１３の表面側に反射防止膜３を形成する。この反射防止膜３は、例えば窒化シリコン膜（ＳｉＮＸ）などからなり、シラン（ＳｉＨ４）とアンモニア（ＮＨ３）との混合ガスを用いたプラズマＣＶＤ法などで厚み５００〜１０００ｎｍ、屈折率１．９０〜２．３０程度に形成される。この反射防止膜３は、半導体基板１３の表面で光が反射するのを防止して、半導体基板１３内に光を有効的に取り込むために設ける。
【００４４】
次に裏面にはアルミニウムペーストを塗布し焼き付けることによってＢＳＦ層４を形成し、表面に残ったアルミニウムを除去する。その後半導体基板１の表裏面に銀ペーストをスクリーン印刷法などで塗布し、６００〜８００℃で１〜３０分程度焼き付けることによって、フィンガー電極９とバスバー電極８からなる表面電極５と裏面電極６を形成する。
【００４５】
太陽電池素子１の裏面の構造は図３に示した上述の構造以外に、銀からなる出力取出電極（バスバー電極）とアルミニウムからなる集電電極で構成された構造にしてもよい。この構造では、集電電極を形成するのと同時にＢＳＦ層を形成することができる。
【００４６】
表面電極５と裏面電極６の表面には、電極の面積を増大させ抵抗を下げるため、また電極の表面を保護し長期信頼性を確保するため、さらに複数の素子を接続する際の配線性を向上させる目的で、半田層７を形成する。半田層７は溶融半田に太陽電池素子１を浸漬させることにより形成する。
【００４７】
その後図６および図７に示すように太陽電池素子接続用インナーリード１０の一方端を表面電極５上のほぼ全長にわたって配線し、その複数箇所を表面電極５と溶着することで、バスバー電極８と太陽電池素子接続用インナーリード１０を接続する。他方端は隣接する太陽電池素子１の裏面電極６のバスバー電極８に溶着することで太陽電池素子１同士が接続される。これを繰り返すことにより太陽電池モジュールを形成する。
【００４８】
太陽電池素子１と太陽電池素子接続用インナーリード１０を接続するためには半田鏝やホットエアーなどで両方の半田を加熱し、圧着する方法が一般的である。このとき両者を別々に加熱して圧着することも可能であるが、太陽電池素子１の半導体基板１３表面に形成された表面電極５上に太陽電池素子接続用インナーリード１０を配線し、その上から加熱して両者の半田を溶融させ圧着する方が生産性の面で効率的である。
【００４９】
太陽電池素子接続用インナーリード１０は太陽電池素子１のバスバー電極８の全長にわたり溶着することも可能である。しかし溶着の際に加えられる熱に起因して、太陽電池素子１と太陽電池素子接続用インナーリード１０の熱収縮率の違いにより、太陽電池素子１に反りが発生し割れの原因となる。また太陽電池素子１のバスバー電極８が端部から剥離してしまうこともある。そのため、太陽電池素子１のバスバー電極８上の複数箇所で太陽電池素子接続用インナーリード１０と溶着する方法が多用されている。この方法によれば溶着していない部分でストレスがある程度吸収され、太陽電池素子１の反りを緩和することができ、割れを抑制することが可能になる。
【００５０】
隣接する２つの太陽電池素子の電極を半田付けにて接続するために設けられた、金属箔に半田層を被覆して成る帯状の太陽電池素子接続用インナーリードであって、前記金属箔の前記電極と対向する面部が略凸形状を成したことを特徴とする。
【００５１】
図１は本発明に係る太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの実施例を示した図であり、（ａ）は金属箔が半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に略凸形状に湾曲された状態の断面を示した図、（ｂ）は金属箔の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面が略凸形状となるように、幅方向の端部に比べ中央部を厚くした金属箔の断面を示した図、（ｃ）は本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一実施例を説明するための図であり、金属箔に被覆した半田層の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となる断面を示す図である。また、図２は図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応した本発明に係る太陽電池素子接続用インナーリードを太陽電池素子の電極上に溶着したときの半田溶着部の断面図を示したものである。
【００５２】
図１（ａ）に示すように半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に凸形状に湾曲された金属箔１１を用いた太陽電池素子接続用インナーリード１０を図８に示すような太陽電池素子の電極上に配線し、局部的に加熱し上から加圧することによって熱溶着させれば、図２（ａ）に示すような半田溶着部を得ることができる。金属箔１１が半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に湾曲された略凸形状となっていることから、太陽電池素子接続用インナーリード１０の外側から加圧すると金属箔１１に凸形状の電極と、電極に凸形状の金属箔１１が最も早く接触し、この部分から溶着が始まることになる。その後加熱および加圧を続ければ溶着は内側から外側へ進行することになり、従来のように溶着部の中央に空気が残り、ボイド１２が発生するということはなくなる。また図１（ａ）に示した金属箔１１は、従来の金属箔１１を半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に湾曲されただけであるので、その断面積も従来のものと変わらない。
【００５３】
また、太陽電池素子接続用インナーリード１０を用いて、隣接する２つの太陽電池素子の一方の太陽電池素子の受光面側電極と他方の太陽電池素子の裏面側電極とを接続する場合において、金属箔１１の一方の太陽電池素子の電極と対向する部分をこの電極に向かう方向に略凸形状に湾曲させるとともに、金属箔１１の他の部分を上記方向に略凸形状に湾曲させるにすれば、ボイドを防止する一定の効果がありながら、金属箔１１が作製しやすく、コストを下げることができる。
【００５４】
さらに、本発明にかかる太陽電池素子接続用インナーリード１０を使用すれば、従来よりも太陽電池素子の電極とインナーリードの接触面積を増やすことが可能になる。そのため、特に太陽電池素子の受光面側の電極に使用すれば、電極を従来よりも細くしても従来と同じ接触面積を確保することができ、接触抵抗を増加させることがないので、太陽電池素子の受光面積を増加させることが可能になり、高特性の太陽電池モジュールを得ることができるようになる。
【００５５】
さらに、本発明にかかる太陽電池素子接続用インナーリード１０を太陽電池素子の裏面側に使用しても、電極を従来よりも細くしても従来と同じ接触面積を確保することができ、接触抵抗を増加させることがないので、電極材料の使用量を削減し太陽電池モジュールの製造コストを下げることができるようになる。また、従来の電極幅のまま使用したとしても、従来よりも広い接触面積を確保することができるため、圧着の圧力を下げることが可能になり、太陽電池モジュールの製造中の太陽電池素子の割れを抑制することが可能になる。
【００５６】
また、本発明にかかる太陽電池素子接続用インナーリード１０を使用すれば、従来よりも太陽電池素子の電極とインナーリードの接触面積を増やすことが可能になるため、従来よりも半田溶着部の数を減らすことが可能になる。そのため、太陽電池モジュールの製造工数を減らすことが可能になるとともに、局所的な応力のかかる箇所を減らし、応力を吸収し緩和させる部分を増やすことができるため、太陽電池素子の割れを抑制し、より信頼性の高い太陽電池モジュールを得ることができるようになる。
【００５７】
また半田溶着部の面積を減らすことも可能になる。そのため、半田溶着部に集中する応力を減らすことが可能になり、太陽電池素子の割れを抑制し、より信頼性の高い太陽電池モジュールを得ることができるようになる。
【００５８】
よって従来の太陽電池素子接続用インナーリードと同じ材料を使用して、太陽電池モジュールの電気伝導特性を維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードの破損を抑制した太陽電池モジュールを得ることができる。
【００５９】
上記金属箔は、銀、銅、アルミニウム、鉄などの良導電性の金属で作製されるが、その導電性や取り扱いの容易さ、また材料のコストなどを考慮して、銅で作製されるのが好適である。
【００６０】
太陽電池素子接続用インナーリードに銅箔を使用する場合において、太陽電池素子接続用インナーリード１０は通常銅箔１１を半田融液に浸漬させることにより形成するが、本発明に使用する太陽電池素子接続用インナーリード１０は先に湾曲させた銅箔１１を半田融液に浸漬して形成してもよいし、従来の太陽電池素子接続用インナーリード１０を湾曲させて使用することも可能である。しかし従来の太陽電池素子接続用インナーリードを太陽電池素子に配線する直前に湾曲させて使用したほうが、取り扱いも便利であり、使用する材料も従来のものと変わらないことから望ましい。
【００６１】
また図１（ｂ）は本発明の太陽電池素子接続用インナーリードの他の実施例を説明するための図であり、太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリード１０の金属箔１１の断面を示した図である。図１（ｂ）に示すように金属箔１１の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となるように、幅方向の端部に比べ中央部を厚くした金属箔１１を用いた太陽電池素子接続用インナーリード１０を図８に示すような太陽電池素子の電極上に配線し、局部的に加熱し上から加圧することによって熱溶着させれば、図２（ｂ）に示すような半田溶着部を得ることができる。金属箔１１が接続する太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となっていることから、太陽電池素子接続用インナーリードの外側から加圧すると金属箔に凸形状の電極と、電極に凸形状の金属箔１１が最も早く接触し、この部分から溶着が始まることになる。その後加熱および加圧を続ければ溶着は内側から外側へ進行することになり、従来のように溶着部の中央に空気が残り、ボイド１２が発生するということはなくなる。
【００６２】
また、太陽電池素子接続用インナーリード１０を用いて、隣接する２つの太陽電池素子の一方の太陽電池素子の受光面側電極と他方の太陽電池素子の裏面側電極とを接続する場合において、金属箔１１の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある金属箔１１の他の面部を略凸形状にすれば、ボイドを防止する一定の効果がありながら、金属箔１１が作製しやすく、コストを下げることができる。
【００６３】
よって太陽電池モジュールの電気伝導特性を維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードの破損を抑制した太陽電池モジュールを得ることができる。またこの方法によれば、太陽電池素子接続用インナーリードの外側から加圧しても金属箔１１が曲がり、板形状に戻ることはないので十分な加圧をすることが可能になる。また従来のものと同じ断面積を維持すれば金属箔１１の厚みが厚くなるので、太陽電池素子接続用インナーリード１０の幅を細くすることができる。そのため太陽電池素子の受光面積を増やすことが可能になる。さらに従来と同じ太陽電池素子接続用インナーリード１０の幅を維持すれば、太陽電池素子接続用インナーリード１０が厚くなる分導電抵抗を下げ、太陽電池モジュールの特性を向上させることが可能になる。
【００６４】
さらに図１（ｃ）は本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一実施例を説明するための図であり、本発明にかかる太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリード１０の断面を示した図である。本発明の太陽電池モジュールの製造方法では、複数の太陽電池素子を、金属箔に半田層を被覆した太陽電池素子接続用インナーリードで、熱溶着によって接続する太陽電池モジュールの製造方法であって、上記太陽電池素子接続用インナーリードは金属箔に被覆した半田層の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となっていることを特徴とする。
【００６５】
太陽電池素子接続用インナーリード１０の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部を略凸の形状にするためには、上述した図１（ａ）、（ｂ）に示すように、金属箔１１の半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に金属箔１１を湾曲させるか、金属箔１１の半田付けにより接続する太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となるように、端部に比べ中央部を厚くした金属箔１１を用いればよい。しかしこれら以外にも図１（ｃ）に示すように平板状の金属箔１１を用い、金属箔１１に被覆した半田層７の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部を略凸形状にする方法がある。
【００６６】
図１（ｃ）に示すように金属箔１１に被覆した半田層７の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部を略凸形状にした太陽電池素子接続用インナーリード１０を、図８に示すような太陽電池素子の電極上に配線し、局部的に加熱し上から加圧することによって熱溶着させれば、図２（ｃ）に示すような半田溶着部を得ることができる。金属箔１１に被覆した半田層７の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となっていることから、太陽電池素子接続用インナーリードの外側から加圧すると金属箔に凸形状の電極と、電極に凸形状の半田層７が最も早く接触し、この部分から溶着が始まることになる。その後加熱および加圧を続ければ溶着は内側から外側へ進行することになり、従来のように溶着部の中央に空気が残り、ボイド１２が発生するということはなくなる。
【００６７】
また、太陽電池素子接続用インナーリード１０を用いて、隣接する２つの太陽電池素子の一方の太陽電池素子の受光面側電極と他方の太陽電池素子の裏面側電極とを接続する場合において、金属箔１１に被覆した半田層７の一方の太陽電池素子の電極と対向する面部及びこの面部と同一側にある半田層７の他の面部を略凸形状にすれば、ボイドを防止する一定の効果がありながら、金属箔１１が作製しやすく、コストを下げることができる。
【００６８】
このときに使用する金属箔１１は従来のものと同じであればよい。このようにすることにより太陽電池モジュールの電気伝導特性を維持しつつ、太陽電池素子接続用インナーリードの破損を抑制した太陽電池モジュールを得ることができる。またこの方法によれば、太陽電池素子接続用インナーリードの外側から加圧しても太陽電池素子接続用インナーリード１０の下面の半田溶け、沈み込むだけなので、十分な加圧をすることが可能になる。また充分に加圧することによって、できあがる太陽電池モジュールの半田溶着部の厚みは従来のものと同じになるので、太陽電池素子接続用インナーリード１０の配線後の工程で問題が発生することはない。
【００６９】
また、上記の場合においても、上記金属箔は、銀、銅、アルミニウム、鉄などの良導電性の金属で作製されるが、その導電性や取り扱いの容易さ、また材料のコストを考慮して、銅で作製されるのが好適である。
【００７０】
なお、上記においては、１つの太陽電池素子の受光面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極を接続する直列接続の場合を例示して説明したが、隣接する太陽電池素子の受光面側電極同士若しくは裏面側電極同士を接続する並列接続の場合でも同様の効果が有ることは言うまでもない。
【００７１】
以上本発明の実施形態を詳細に説明したが、これにとらわれるものではない。例えば表裏の電極上に別の太陽電池素子接続用インナーリードを配線しておき、その太陽電池素子接続用インナーリード同士を太陽電池素子の裏面側、表面側、もしくは素子間で接続することも可能である。
【００７２】
またバスバー電極は太陽電池素子上に二本図示したが、一本であっても、三本以上であっても構わない。
【００７３】
また太陽電池素子の裏面電極として、バスバー電極を区別することなく、全面に半田が被覆された太陽電池素子を使用することも可能である。
【００７４】
また上記説明では電極材料を塗布し焼きつけることによって得た電極を例にとり説明したがこれに限定されるものではない。例えばフォトリソ法を用いてスパッタ・蒸着法によるなどして得た、上端が平坦な電極であっても、その表面に被覆された半田は濡れ性から略半円の形状となるため、本発明はその効果を発揮する。
【００７５】
さらに半田種はＳｎ−Ｐｂのいわゆる６−４半田であっても、Ｐｂを含有しないいわゆる鉛フリー半田であっても構わない。
【００７６】
また、太陽電池素子の電極上に半田層のない太陽電池素子に、太陽電池素子接続用インナーリード接続する構造の太陽電池モジュールであっても本発明は有効にその効果を発揮する。
【００７７】
さらに太陽電池素子接続用インナーリード同士を接続する箇所に本発明を応用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は本発明に係る太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの実施例を示した図であり、（ａ）は金属箔が半田付けする太陽電池素子の電極に向かう方向に略凸形状に湾曲された状態の断面を示した図、（ｂ）は金属箔の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面が略凸形状となるように、幅方向の端部に比べ中央部を厚くした金属箔の断面を示した図、（ｃ）は本発明の太陽電池モジュールの製造方法の一実施例を説明するための図であり、金属箔に被覆した半田層の半田付けする太陽電池素子の電極と対向する面部が略凸形状となる断面を示す図である。
【図２】図１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ対応した本発明に係る太陽電池素子接続用インナーリードを太陽電池素子の電極上に溶着したときの半田溶着部の断面図を示したものである。
【図３】一般的な太陽電池素子の断面を示した図である。
【図４】一般的な太陽電池素子の表面構造を説明するための図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールに使用する太陽電池素子接続用インナーリードの断面を示した図である。
【図６】一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための断面図である。
【図７】一般的な太陽電池モジュールの配線状態を説明するための表面から見たときの平面図である。
【図８】一般的な太陽電池素子のバスバー電極の断面図である。
【図９】従来の太陽電池モジュールのうち、電極上に太陽電池素子接続用インナーリードを配線したときの状態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１：太陽電池素子
２：拡散層
３：反射防止膜
４：BSF層
５：表面電極
６：裏面電極
７：半田層
８：バスバー電極
９：フィンガー電極
１０：太陽電池素子接続用インナーリード
１１：金属箔
１２：ボイド
１３：半導体基板
１４：銅箔
【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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