(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが、ｐｎ接合が形成された半導体素子および電極を含む、第１素子形成基板および第２素子形成基板を互いに電気的に接続するための、シート構造の素子間配線部材であって、
第１絶縁シートと、
前記第１絶縁シートの上方の面に形成された第１配線部と、
前記第１絶縁シートの下方に配置された第２絶縁シートと、
前記第２絶縁シートの上方の面に形成された第２配線部とを備え、
前記第１絶縁シートにはスリット状の挿入部が設けられ、前記第１配線部は前記挿入部で分断されており、前記第１配線部の端部は前記挿入部から所定の間隔をあけて配置されており、
前記第１絶縁シートの前記挿入部を介して、前記第２絶縁シートおよび前記第２配線部の一部が挿入されることにより、前記第１絶縁シートおよび前記第１配線部の上方に前記第２絶縁シートおよび前記第２配線部の少なくとも一部が配置されて互いに重ね合せられ、
前記第１絶縁シートおよび前記第１配線部と前記第２絶縁シートおよび前記第２配線部とが互いに重なり合う領域のうち、前記第１絶縁シートが前記第２絶縁シートの上方に配置された領域に、前記第１絶縁シートおよび前記第１配線部を貫通して前記第２配線部を露出させる第１開口部を備え、前記第２絶縁シートが前記第１絶縁シートの上方に配置された領域に、前記第２絶縁シートおよび前記第２配線部を貫通して前記第１配線部を露出させる第２開口部を備え、
前記第１開口部を介して、前記第２配線部が前記第１素子形成基板の前記電極に電気的に接続することができ、前記第２開口部を介して、前記第１配線部が前記第２素子形成基板の前記電極に電気的に接続することができる、素子間配線部材。
【請求項２】
前記第１配線部は、前記第１開口部を設けた第１プレート電極の領域と、前記第１開口部を備えない第２プレート電極の領域とを連続して備えており、前記第２配線部は、前記第２開口部を設けた第３プレート電極の領域と、前記第２開口部を備えない第４プレート電極の領域とを連続して備えている、請求項１に記載の素子間配線部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の素子間配線部材と、
第１および第２素子形成基板とを備え、
前記第１および第２素子形成基板は、前記第１絶縁シートおよび前記第１配線部と前記第２絶縁シートおよび前記第２配線部とが互いに重なり合う領域にそれぞれ配置され、
前記第１開口部を介して、前記第２配線部が前記第１素子形成基板の前記電極に電気的に接続され、
前記第２開口部を介して、前記第１配線部が前記第２素子形成基板の前記電極に電気的に接続されている、太陽電池モジュール。
【請求項４】
前記挿入部は、平面的に見て、前記第１素子形成基板が接続された領域と前記第２素子形成基板が接続された領域との間に配置されている、請求項３に記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
請求項１または２のいずれかに記載の素子間配線部材を用いて、前記第１素子形成基板と前記第２素子形成基板とを電気的に接続する工程を備える、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、太陽電池等に用いられる素子間配線部材、これを用いた太陽電池モジュール、およびその製造方法に関し、特に、裏面配線型太陽電池セルのセル間配線等に、フィルム上に配線回路パターンを形成した配線シートを使用する、太陽電池モジュール等の配線部材であって、半導体素子を互いに電気的に接続するためのシート構造の素子間配線部材、これを用いた太陽電池モジュール、およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の素子間配線部材の斜視図を図４に示す。従来の素子間配線部材の構成は、図４に示すように、プリント基板１００などの同一平面上に＋極１０１と−極１０２の両極用の配線部がレイアウトされている。このような従来の構成において、限られたプリント基板１００内で両極用の配線部を形成するためには、導体の線幅を小さくする必要がある。そのため、導体の断面積をかせぐ手段として、導体の厚みを厚くする方法が採用されていた。
【０００３】
このような従来の素子間配線部材のレイアウトを開示する先行文献として、特許文献１が挙げられる、特許文献１には、片面プリント基板の同一平面上に＋極と−極の両極用の配線放電電極と接地電極が同一面に形成された構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００７−１９３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
素子間配線部材の導電性を確保するために導体の厚みを厚くする方法を採用する場合、導体の厚みを厚くするための材料コストが高く、また導体パターン形成のためのエッチングに時間などがかかるという問題があった。本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、素子間配線部材における配線部の導体の線幅を狭くすることなく、半導体素子の＋極と−極の両極用の配線部がレイアウト可能で、導体の断面積をかせぐ手段として、導体の厚みを厚くすることなく十分な導電性が確保可能な、素子間配線部材、およびこれを用いた太陽電池モジュールとその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するための本発明の素子間配線部材は、それぞれが、ｐｎ接合が形成された半導体素子および電極を含む、第１素子形成基板および第２素子形成基板を互いに電気的に接続するための、シート構造の素子間配線部材である。この素子間配線部材は、第１絶縁シートと、この記第１絶縁シートの上方の面に形成された第１配線部と、第１絶縁シートの下方に配置された第２絶縁シートと、この第２絶縁シートの上方の面に形成された第２配線部とを備え、第１絶縁シートには、スリット状の挿入部が設けられ、第１配線部は挿入部で分断されており、第１配線部の端部は挿入部から所定の間隔をあけて配置されている。また、第１絶縁シートの挿入部を介して、第２絶縁シートおよび第２配線部の一部が挿入されることにより、第１絶縁シートおよび第１配線部の上方に第２絶縁シートおよび第２配線部の少なくとも一部が配置されて互いに重ね合せられ、第１絶縁シートおよび第１配線部と第２絶縁シートおよび第２配線部とが互いに重なり合う領域のうち、第１絶縁シートが第２絶縁シートの上方に配置された領域に、第１絶縁シートおよび第１配線部を貫通して第２配線部を露出させる第１開口部を備え、第２絶縁シートが第１絶縁シートの上方に配置された領域に、第２絶縁シートおよび第２配線部を貫通して第１配線部を露出させる第２開口部を備える。また、第１開口部を介して、第２配線部が第１素子形成基板の電極に電気的に接続することができ、第２開口部を介して、第１配線部が第２素子形成基板の電極に電気的に接続することができる。
【０００７】
また、本発明の素子間配線部材の一実施形態においては、第１配線部は、第１開口部を設けた第１プレート電極の領域と、第１開口部を備えない第２プレート電極の領域とを連続して備えており、第２配線部は、第２開口部を設けた第３プレート電極の領域と、第２開口部を備えない第４プレート電極の領域とを連続して備えている。
【０００８】
本発明には、上記素子間配線部材を備える太陽電池モジュール、および、上記素子間配線部材を用いて、第１素子形成基板と第２素子形成基板とを電気的に接続する工程を備える太陽電池モジュールの製造方法が含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１絶縁シートにスリット状の挿入部を備え、第１絶縁シートの挿入部を介して、第２絶縁シートおよび第２配線部の一部が挿入されることにより、第１絶縁シートおよび第１配線部の上方に第２絶縁シートおよび第２配線部の少なくとも一部が配置されて互いに重ね合せられ、第１絶縁シートおよび第１配線部と第２絶縁シートおよび第２配線部とが互いに重なり合う領域のうち、第１絶縁シートが第２絶縁シートの上方に配置された領域に、第１絶縁シートおよび第１配線部を貫通して第２配線部を露出させる第１開口部を備え、第２絶縁シートが第１絶縁シートの上方に配置された領域に、第２絶縁シートおよび第２配線部を貫通して第１配線部を露出させる第２開口部を備える。また、第１開口部を介して、第２配線部が第１素子形成基板の電極に電気的に接続することができ、第２開口部を介して、第１配線部が第２素子形成基板の電極に電気的に接続することができる。そのため、半導体素子の＋極と−極の両極用の配線部がレイアウト可能で、導体の厚みを厚くすることなく導体の断面積を確保して、十分な導電性を維持可能な素子間配線部材、およびこれを用いた太陽電池モジュールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施の形態における素子間配線部材について、図１、図２および図３を用いて説明する。図１は本発明の一実施の形態における素子間配線部材の構成を示す概略説明図、図２は同素子間配線部材を用いた太陽電池モジュールの斜視図、図３は同太陽電池モジュールの図２におけるIII―III線における断面図である。図３に示すように、本発明の一実施の形態における素子間配線部材１は、ｐｎ接合が形成された半導体素子を含むとともに、それぞれ複数の電極が形成された複数の素子形成基板２を互いに電気的に接続するためのシート構造となっている。なお、図３においては、複数の素子形成基板２として、２つの素子形成基板（本発明の第１および第２素子形成基板に対応）が接続された部分の断面のみが表されているが、実際の太陽電池モジュールでは、図３に示された断面が同図の左右方向に繰り返す構造になっている。
【００１１】
絶縁シート３（本発明の第１絶縁シートに対応）には、その一面に、配線部５（本発明の第１配線部に対応）が形成され、絶縁シート７（本発明の第２絶縁シートに対応）には、その一面に、配線部９（本発明の第２配線部に対応）が形成されている。絶縁シート３には、スリット状の挿入部１１が形成され、絶縁シート３の挿入部１１を介して、絶縁シート７の一部が挿入されて、配線部５と配線部９とが、一部においてほぼ同一面内に配置される。なお、図３に示した本実施の形態においては、絶縁シート３に挿入部１１を設けた構造としたが、絶縁シート７にスリット状の挿入部を設けて、絶縁シート３の一部を挿入する構造にしてもよい。
【００１２】
絶縁シート３および配線部５と、絶縁シート７および配線部９とが、互いに重なり合う領域のうち、配線部９が電極４に接続される領域においては、配線部９が露出するように、絶縁シート３および配線部５を貫通する複数の開口部１２が設けられている。また、配線部５が電極８に接続される領域においては、配線部５が露出するように、絶縁シート７および配線部９を貫通する複数の開口部１３が設けられている。これらの開口部１２，１３を介して、配線部５，９のそれぞれが、導電性接着剤Ｂによって電極４，８のそれぞれに電気的に接続される。
【００１３】
図１は、本発明の一実施の形態における素子間配線部材の組立て構成を、分解斜視図により模式的に示している。図１に示すように、本実施の形態の素子間配線部材１における配線部５，９はそれぞれ、開口部１２，１３を備えたプレート電極領域１４と、開口部１２，１３を備えないプレート電極領域１５とを連続して備えた構成となっている。また、挿入部１１から所定の間隔ｗ１，ｗ２をあけて、配線部５の端部が配置されている。
【００１４】
絶縁シート３および配線部５と、絶縁シート７および配線部９とを重ね合わせたときに上層側にくる側の絶縁シート３，７および配線部５，９の所定の位置に、当該絶縁シートおよび配線部を貫通する開口部１２，１３を設け、それによって下層側の絶縁シートに形成された配線部５，９を露出させて、太陽電池セルなどの素子形成基板２の電極３４，８とコンタクトが取れるようにする。
【００１５】
開口部１２，１３は、絶縁性が十分に保たれる距離を確保して絶縁シートとしての絶縁性フィルム上に設ける。これにより＋極と−極の絶縁性を確保する。絶縁性フィルムは太陽電池セルのホットスポット現象に対し十分な耐熱性を持つことが望ましい。
【００１６】
互いに重ね合わせられた第１および第２絶縁シート３，７のうちの上層側に設けた開口部１２，１３は、太陽電池セルの−極の電極の位置に対応しており、この電極と下層側の各配線部が接続される。開口部１２,１３の穴の面積は下層側の配線部と太陽電池セルの電極との接着強度、接続抵抗が十分に得られるコンタクト面積が確保できる大きさにするとよい。
【００１７】
図２は、本実施の形態の素子間配線部材を用いた太陽電池モジュールを示している。図２に示すように、素子間配線部材１により、ｐｎ接合が形成された半導体素子および複数の電極を含む複数の素子形成基板２を、互いに電気的に接続することにより、太陽電池モジュール１６が構成されている。
【００１８】
本実施の形態における絶縁シート３,７の材質としては、ＰＥＴやＰＥＮなどの絶縁性フィルムを用いることができる。絶縁シート３，７に形成する配線部５，９としては、ＣｕやＡｌなどの導電性金属箔を張り合わせたシートを用い、所定のパターンに合わせてエッチングにより配線回路パターンを形成することが可能である。さらには、ＰＥＴやＰＥＮなどの絶縁性フィルムに、ＣｕやＡｌなどの導電性材料を所定のパターンに合わせてメッキや印刷により配線回路パターンを形成して配線部５，９としてもよい。さらに別の方法として、配線回路パターン状に形成した金属箔を絶縁フィルム上に貼り付け、配線回路パターンを形成して配線部５,９としてもよい。
【００１９】
製品化の過程で、太陽電池モジュール内に封止する際の信頼性を確保するために、ＣｕやＡｌなどの導電性材料の表面にＮｉ、Ａｇ、Ｓｎメッキや黒化処理、アルマイト処理などの防触処理を行なってもよい。また、シリカ蒸着ＰＥＴやアルミナ蒸着ＰＥＴなどを貼り付けてもよい。太陽電池セルとの接触抵抗、接着強度を十分確保するために、ＣｕやＡｌなどの導電性材料の表面にＮｉ、Ａｇ、Ｓｎメッキなどを行なってもよい。
【００２０】
配線部５,９の所定のパターンは、２枚の絶縁シート３，７を一体化させて太陽電池セルと接続する際に、太陽電池セルの発電電力を取り出せる回路を形成するように設けるとよい。
【００２１】
本実施の形態では、２枚の絶縁シート３,７を用いることにより、同一の基板等の面上に＋極，−極の両極の配線を設ける場合に比べて、両極間の絶縁距離を確保する必要性が少なくなる。また、同一面上に片方の極のみ設けることにより、配線材料の面積を大きくすることが可能になり、厚みをより薄くすることが可能である。
【００２２】
また、２枚の絶縁シート３,７の少なくともいずれかの所定の位置に、スリットによる挿入部１１を設け、下層側の配線部５,９の一部を素子形成基板２と接続可能とし、２枚の絶縁シート３,７を一体化することによって、絶縁シート３,７の相互の位置関係が固定されることから、接着などによって固定する必要がない。また、挿入部１１を介して下層側の配線部５，９を上層側に引き出すことにより、上層の配線部と下層の配線部とを電気的に接続することも不要となる。
【００２３】
スリットによる挿入部１１の形状は、下層側の配線部５,９の幅よりも大きくなるように設ける。スリットによる挿入部１１は配線部５,９の導電性材料の上もしくは端部に設けるのではなく、絶縁性が十分に保たれる距離を確保して絶縁シート３,７である絶縁性フィルム上に設ける。これにより＋極と−極の絶縁性を確保することができる。上層の絶縁シート３，７のそれぞれの上に設ける素子形成基板２は、太陽電池モジュール１６を作製する時に、配線部５,９との間に気泡の発生もしくはしわが発生しないように、全面もしくは部分的に接着する方が望ましい。
【００２４】
太陽電池モジュールに封止する場合、太陽電池セルおよび配線シートを確実に封止、保持するために一体化された絶縁シート３,７の所定の位置に開口部を設け、太陽電池モジュールの表裏両面に封止剤が流れ込むようにする。一体化された絶縁シート３,７はロール状であり、太陽電池モジュールのサイズに合わせて好きなところでカットして使用できるようにすることにより、部材の管理、材料の有効活用が可能になる。また、２枚の絶縁シート３,７には、あらかじめセル列を横繋ぎするためのバスバーのパターンが形成されており、太陽電池モジュールのサイズに合わせたパターンにすることにより、横繋ぎ工程の削減と接続不良による不良の発生を防ぐことが可能になる。
【００２５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施の形態における素子間配線部材の組立て構成を、分解斜視図により模式的に示す説明図である。
【図２】図１に示した素子間配線部材を用いた太陽電池モジュールの斜視図である。
【図３】図２におけるIII―III線断面における断面図である。
【図４】従来技術の素子間配線部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  素子間配線部材、２  素子形成基板、３，７  絶縁シート、４，８  電極、５，９  配線部、１１  挿入部、１２,１３   開口部、１４，１５  プレート電極、１６  太陽電池モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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