(57)【要約】【課題】  この発明は、抵抗損失を大きくすることなく線幅を細くし、且つ折り曲げ加工も容易な太陽電池セル接続用配線部材を提供することを目的とする。【解決手段】  この発明は、太陽電池素子の表面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極とを電気的に接続する配線部材において、少なくとも太陽電池セルの表面側電極と接続される部材が断面形状が円形形状のワイヤー部１０に形成され、少なくとも太陽電池素子間の間隙部に位置する箇所は圧延されて扁平部１１が形成されている。【選択図】  図１
2007273857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池素子の表面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極とを電気的に接続する配線部材において、太陽電池素子間の間隙部に位置する箇所は少なくとも扁平部を有し、太陽電池セルの表面側電極上に接続される部分は少なくとも前記扁平部より厚みを有し且つその幅が扁平部より狭く形成されていることを特徴とする太陽電池セル接続用配線部材。
【請求項２】
前記表面側電極上に接続される部分はワイヤからなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池セル接続用配線部材。
【請求項３】
前記配線部材の隣接する太陽素子の裏面側電極上と接続する部分は扁平部で構成されていることを特徴とする特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル接続用配線部材。
【請求項４】
前記配線部材の隣接する太陽素子の裏面側電極上と接続する部分はワイヤで構成されていることを特徴とする特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル接続用配線部材。
【請求項５】
前記扁平部は前記ワイヤの直径の半分の厚みに形成されていることを特徴とする請求項２または４に記載の太陽電池セル接続用配線部材。
【請求項６】
前記扁平部は、太陽電池セル間の間隙部より大きく形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池セル接続用配線部材。
【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セル接続用配線部材を介して太陽電池セル同士を電気的に接続したことを特徴とする太陽電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、太陽電池素子の表面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極とを電気的に接続する太陽電池セル接続用配線部材並びにこの配線部材を用いた太陽電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池は、クリーンで無尽蔵のエネルギー源である太陽からの光を直接電気変換できることから地球環境の観点から注目されている。
【０００３】
斯かる太陽電池を家庭用或いはビル等の電源として用いるにあたっては、太陽電池セル１個あたりの出力が精々数Ｗ程度として小さいことから、通常複数の太陽電池セルを直列に接続することで、出力を数１００Ｗにまで高めた太陽電池モジュールとして使用されている。
【０００４】
従来太陽電池モジュールとしては、太陽電池セルが表面の電極と裏面の電極に対して、表面に半田がコーティングされた銅箔等からなる細長いテープ状のタブリードを用いて接続される。タブリードの前半部分は太陽電池セルの表面に沿って半田付けされ、タブリードは太陽電池セル間で折り曲げられ、タブリードの後半部分は、隣接する太陽電池セルの裏面に沿って半田付けされる。
【０００５】
ところで、太陽電池セルを高効率化するためには、発生する光電流をできるだけ多くして、その電流を損失することなく多く取り出すことが重要である。発生する光電流を多くするためには、電極など受光面を遮る面積をできるだけ少なくする方がよい。一方、発生した電流を損失なく外部へできるだけ多く取り出すためには、電極、タブリードなどの抵抗による損失を小さくする方がよい。このため、上記したタブリードは抵抗損失を下げるためにある程度の断面積を必要としている。従来は、このタブリードとしては、例えば、２００μｍの厚みで幅が２ｍｍのものが用いられている。
【０００６】
受光面を遮る面積を少なくするためには、タブリードの線幅を細くし、その分高さ（厚み）を高く（厚く）した線材を使用することが考えられる。上記したように、太陽電池セルの間でタブリードを折り曲げて、表面側の電極から隣の太陽電池セルの裏面側電極へタブリードを案内する必要がある。しかしながら、高さ（厚み）のある線材の場合には、折り曲げ領域を小さくして折り曲げるのは難しく、セル間の間隙を広くとる必要があり、太陽電池モジュール全体としては、発電無効部分が増加することななる。また、線材に加わるストレスにより、太陽電池セルの破損が生じることがあった。
【０００７】
また、接続用のタブリードの断面形状を台形または三角形または略半円形または略半楕円形にしたものが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−１５９１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した特許文献１に記載のものは、フィレットにマイクロクラックが発生し、接続部の電気抵抗の上昇することを防止することを目的としており、接続タブリードの断面形状は全て同じ形状に形成されている。このため抵抗損失を少なくするために高さを高く（厚く）すると、折り曲げが困難になり、この折り曲げに起因するストレスにより、太陽電池セルの破損が生じるなどの問題が発生する。
【０００９】
そこで、この発明は、抵抗損失を大きくすることなく線幅を細くし、且つ折り曲げ加工も容易な太陽電池セル接続用配線部材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】
【００１０】
この発明は、太陽電池素子の表面側電極と隣接する太陽電池素子の裏面側電極とを電気的に接続する配線部材において、太陽電池素子間の間隙部に位置する箇所は少なくとも扁平部を有し、太陽電池セルの表面側電極上に接続される部分は少なくとも前記扁平部より厚みを有し且つその幅が扁平部より狭く形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、前記表面側電極上に接続される部分はワイヤで構成すればよい。また、前記配線部材の隣接する太陽素子の裏面側電極上と接続する部分は扁平部で構成してもよく、前記配線部材の隣接する太陽素子の裏面側電極上と接続する部分はワイヤで構成してもよい。
【００１２】
また、前記扁平部は前記ワイヤの直径の半分の厚みに形成するとよい。また、前記扁平部は、太陽電池セル間の間隙部少し大きく形成するとよい。
【００１３】
また、この発明の太陽電池装置は、上記に記載の太陽電池セル接続用配線部材を介して太陽電池セル同士を電気的に接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明は、太陽電池セルの表面部の電極と接続される部分を扁平部より厚みを厚く且つその幅を狭く形成された部材で構成しているので、投影面積が少なく且つ抵抗も小さくできる。また、少なくとも折り曲げ加工されるフォーミング箇所を含み、光を吸収する有効面積に関係ない箇所には、厚みが薄い扁平部に形成されているので、折り曲げ加工が容易に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。
【００１６】
図１は、この発明の実施形態にかかる太陽電池セル接続用配線部材を示す斜視図である。図１に示すように、この発明の太陽電池セル接続用配線部材１は、断面形状が円形のワイヤ部１０とワイヤを圧延して形成された扁平部１０とで構成される。ワイヤ部１０は、太陽電池セルの表面側（光入射側）の電極に接続される部分を構成し、扁平部１１は、少なくとも太陽電池セル間で折り曲げられるフォーミング部分を構成する。この実施形態おいては、太陽電池セルの表面側に接続される部分以外は扁平部１１になるように、ワイヤを圧延処理して形成されている。この実施形態においては、図２に示すような直径０．５ｍｍの銅（Ｃｕ）ワイヤ１０が用いられ、このワイヤ１０を圧延機を用いて薄扁平状の扁平部１１を形成している。この扁平部１１は、厚みを２００μｍ〜３００μｍ、幅が０．５ｍｍから２ｍｍになるように圧延して形成するのが好ましい。厚み２５０μｍ、幅２ｍｍの扁平部１１を形成した。この圧延機としては、例えば、株式会社大東製作所の小型圧延機（ＤＢＲ５０Ｓ型）などを用いればよい。
【００１７】
尚、ワイヤ線材は銅に限らず、銀、アルミニウムなどを用いることも可能である。
【００１８】
直径０．５ｍｍの銅線材からなるワイヤ１０であれば、２ｍｍ幅、２００μｍの厚みの銅箔からなる接続タブと同程度の抵抗値である。また、扁平部１１は、２５０μｍの厚さに圧延されているので、従来の接続タブと同じように容易に折り曲げ加工が行える。
【００１９】
この発明の太陽電池セル接続配線部材１は、太陽電池セルの表面側は、断面形状が円形のワイヤ部１０で構成されているので、投影面積が少なく且つ抵抗も従来の接続タブより小さくできる。また、少なくとも折り曲げ加工されるフォーミング箇所を含み、光を吸収する有効面積に関係ないまたは影響の少ない箇所に対応する部分は、ワイヤを圧延して扁平部１１に形成されているので、折り曲げ加工が容易に行える。そして、折り曲げに伴うセルの割れ防止できると共に、セル間距離を大きく形成しなくても十分な折り曲げ加工が行える。
【００２０】
上記の太陽電池セル接続配線部材１に用いるワイヤの直径は０．５ｍｍのものに限られず、必要とする抵抗値に応じた大きさを選べばよい。また、圧延加工により、折り曲げ加工が容易な厚さに扁平部１１を形成すればよい。
【００２１】
この太陽電池セル接続配線部材１の表面には、半田コートをあらかじめ施していても良い。半田コートは、半田槽に太陽電池セル接続配線部材１をディップする方法や半田メッキなどにより行えばよい。
【００２２】
図１に示した太陽電池セル接続配線部材１は、太陽電池セルの表面側の電極に接続される部分をワイヤ部１０で形成し、他の部分は扁平部１１に形成したが、これに限らず、図３に示すように、折り曲げ部分だけ扁平部１１を形成し、太陽電池セルの電極と接続される部分はワイヤ部１１で構成してもよい。
【００２３】
次に、上記した太陽電池セル接続配線部材１を用いて、太陽電池セルを電気的に接続したものにつき説明する。
【００２４】
図４は、この実施形態に用いられる太陽電池セルを示す概略断面図である。尚、図４においては、各層の構成を理解し易くするために、実際の膜厚に沿った比率では記載せずに、薄膜層部分は拡大して表示している。
【００２５】
図４に示すように、この太陽電池セル２は、結晶系半導体基板として、約３００μｍの厚みとを有するとともに、（１００）面を有するｎ型単結晶シリコン（ｃ−Ｓｉ）基板２１（以下、ｎ型単結晶シリコン基板２１という）を備えている。ｎ型単結晶シリコン基板２１の表面には、図示はしていないが、数μｍから数十μｍの高さを有する光閉じ込めのためのピラミッド状凹凸が形成されている。このｎ型単結晶シリコン基板２１上には、水素を含有する実質的に真性な非晶質半導体薄膜層として、３ｎｍ〜２５０ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）層２２が形成されている。また、ｉ型非晶質シリコン層２２上には、水素を含有する荷電子制御された非晶質半導体薄膜層として、約５ｎｍの厚みを有するｐ型非晶質シリコン層２３が形成されている。
【００２６】
そして、ｐ型非晶質シリコン層２３上には、約１００ｎｍの厚みを有する酸化物透明導電膜として、この実施形態では、ＩＴＯ（Indium tin Oxide）膜２４が形成されている。
【００２７】
このＩＴＯ膜２４の上面の所定領域には銀ペーストからなる櫛形状の集電極２５が形成されている。この集電極２５は、バスバー部とフィンガー部で形成されている。そして、バスバー部にこの発明の太陽電池セル接続配線部材１のワイヤ部１０が接続される。
【００２８】
また、ｎ型単結晶シリコン基板２１の下面上には、約５ｎｍの厚みを有する実質的に真性のｉ型非晶質シリコン層２６が形成されている。ｉ型非晶質シリコン層２６の下面上には、約２０ｎｍの厚みを有するｎ型非晶質シリコン層２７が形成されている。このようにｎ型単結晶シリコン基板２１の下面上に、ｉ型非晶質シリコン層２６およびｎ型非晶質シリコン層２７が順番に形成されることにより、いわゆるＢＳＦ（Ｂａｃｋ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｅｌｄ）構造が形成されている。更に、ｎ型非晶質シリコン層２７上には、約１００ｎｍの厚みを有する酸化物透明導電膜として、この実施形態ではＩＴＯ膜２８が形成されている。
【００２９】
このＩＴＯ膜２８上の所定領域には、同様に、銀ペーストからなる集電極２９が形成されている。この集電極２９のバスバー上にこの発明の太陽電池セル接続配線部材１の扁平部１１が接続される。
【００３０】
太陽電池モジュールを構成するために、図５及び図６に示すように、複数の太陽電池セル２…がこの発明の太陽電池セル接続配線部材１を用いて直列に接続され、ストリングスが構成される。尚、図６は、図１に示す太陽電池セル接続配線部材１を用いた場合の図である。
【００３１】
これら複数の太陽電池セル２の各々は互いに隣接する他の太陽電池セル２と太陽電池セル接続配線部材１を介して直列に接続されている。即ち、太陽電池セル接続配線部材１の一方端側のワイヤ部１０が所定の太陽電池セル２の上面側の集電極２５に接続される。太陽電池セル２、２間で扁平部１１が折り曲げられるとともに、他方端側の扁平部１１がその所定の太陽電池セル２に隣接する別の太陽電池素子２の下面側の集電極２９に接続される。このように、複数の太陽電池セル２が互いに太陽電池セル接続配線部材１により電気的に接続される。
【００３２】
太陽電池セル接続配線部材１と集電極２５、２９との接続は、図７の拡大断面図に示すように、鉛フリー半田１５、１５により、ワイヤ部１０と扁平部１１がそれぞれ接続される。半田付けは、例えば、熱風を吹き付け、半田を溶融させて接続させる。
【００３３】
次に、太陽電池セル端部と太陽電池セル接続配線部材１の扁平部１１との位置関係につき説明する。図８は、太陽電池セルとこの発明の太陽電池セル接続配線部材１とを接続した状態を示す平面図である。太陽電池セル２、２間は、１ｍｍから２ｍｍ程度の間隙（Ａ）が設けられている。この間隙（Ａ）で扁平部１１が折り曲げられ、太陽電池セル２の裏面側へ案内される。太陽電池セル２の端面と太陽電池セル接続配線部材１の扁平部１１とワイヤ部１０との境界部間の距離（Ｂ）は、以下のように設定すればよい。
【００３４】
扁平部１１とワイヤ部１０との境界部が太陽電池セル２の表面側に何ｍｍか延出する場合、この場合は間隙（Ａ）よりプラス分大きくなるので、プラスということにする。扁平部１１とワイヤ部との境界部が間隙側に位置する場合、この場合は間隙（Ａ）より小さくなるので、マイナスということにする。太陽電池セル２の端面と太陽電池セル接続配線部材１の扁平部１１とワイヤ部との境界部間の距離（Ｂ）は、１ｍｍから２ｍｍ程度の間隙（Ａ）の場合、好ましくはプラス２ｍｍ〜マイナス１ｍｍの範囲にする。
【００３５】
プラスとマイナスにより、次のような影響がある。距離Ｂをプラスにした場合、ワイヤ部１０の折り曲げに伴ったワイヤ厚みによるセル割れを有効に防止できる。しかし、扁平部１１が太陽電池セル２の表面側に位置する関係から、扁平部１１の影の増大が入射光量を低下させて発電量がその分低下する。逆にマイナスの場合、影を最大限防止できるが、セル割れによる歩留まり低下を増加させる。このことから、セル間距離を縮めるに従い、太陽電池セル２の端面と太陽電池セル接続配線部材１の扁平部１１とワイヤ部との境界部間の距離（Ｂ）は若干プラスとすることが好ましい。
【００３６】
上記した実施形態においては、扁平部１１を圧延加工により形成したが、圧延加工に限らず、切削等、その他の方法で形成しても良い。また、上記した実施形態においては、断面形状が円形のワイヤを用いたが、厚みを持たす部分の断面形状は円形に限らず、矩形、三角形、楕円形などの形状のものを用いても良い。
【００３７】
尚、上記した実施形態においては、太陽電池セルとして、単結晶シリコン基板と非晶質シリコン層との間に実質的に真性な非晶質シリコン層を挟み、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した太陽電池セルを用いたが、太陽電池セルは、これに限らず結晶系、多結晶系などの太陽電池セルにも適用できる。
【００３８】
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。この発明の範囲は、上記した実施の形態の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】
【００３９】
【図１】この発明の実施形態にかかる太陽電池セル接続用配線部材を示す斜視図である。
【図２】この発明に用いられるワイヤを示す斜視図である。
【図３】この発明の他の実施形態にかかる太陽電池セル接続用配線部材を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施形態に用いられる太陽電池セルを示す概略断面図である。
【図５】太陽電池セルとこの発明の太陽電池セル接続配線部材とを接続した状態を示す平面図である。
【図６】太陽電池セルとこの発明の太陽電池セル接続配線部材とを接続した状態を示す断面図である。
【図７】太陽電池セル接続配線部材と集電極との接続状態を示す拡大断面図である。
【図８】太陽電池セルとこの発明の太陽電池セル接続配線部材とを接続した状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  太陽電池セル接続用配線部材
１０  ワイヤ部
１１  扁平部
【図１】
2007273857.tif 000003
【図２】
2007273857.tif 000004
【図３】
2007273857.tif 000005
【図４】
2007273857.tif 000006
【図５】
2007273857.tif 000007
【図６】
2007273857.tif 000008
【図７】
2007273857.tif 000009
【図８】
2007273857.tif 000010