(57)【要約】      （修正有）【課題】リワークによる裏面電極型太陽電池セルの耐久性の低下を抑制する。【解決手段】裏面電極型太陽電池セル２００に接合されている部分の配線シート１００を除去する工程と、除去された部分の配線シート１００に接続されていた裏面電極型太陽電池セル２００を除去する工程と、除去された裏面電極型太陽電池セル２００に接着されていた封止材４２０を除去する工程とを備える。また、交換用ユニット６００ａを用意する工程と、封止材４２０が除去された部分に、他の封止材を配置する工程と、配線シート１００の配線と配線シート１００Ｘの配線との接続用の導電性材料６３０を供給する工程と、配線シート１００の除去された部分に配線シート１００Ｘを配置する工程とを備える。さらに、導電性材料６３０を加熱することにより、配線シート１００の配線と配線シート１００Ｘの配線とを接続する工程とを備える。【選択図】図２６
2012023301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材および該基材上に形成された配線を含む第１配線シートと、該配線に電気的に接続された複数の裏面電極型太陽電池セルとが、封止材によって封止された太陽電池モジュールのリワーク方法であって、
前記複数の裏面電極型太陽電池セルのうちの少なくとも１つの裏面電極型太陽電池セルに接合されている部分の第１配線シートを除去する工程と、
前記第１配線シートを除去する工程において除去された部分の第１配線シートに接続されていた前記裏面電極型太陽電池セルを除去する工程と、
前記裏面電極型太陽電池セルを除去する工程において除去された前記裏面電極型太陽電池セルに接着されていた封止材を除去する工程と、
基材および該基材上に形成された配線を含む第２配線シートの配線に裏面電極型太陽電池セルが電気的に接続されている交換用ユニットを用意する工程と、
前記封止材を除去する工程において前記封止材が除去された部分に、他の封止材を配置する工程と、
前記第１配線シートの配線と前記第２配線シートの配線との接続用の導電性材料を供給する工程と、
前記第１配線シートの除去された部分に前記第２配線シートを配置する工程と、
前記他の封止材と前記交換用ユニットとを、減圧雰囲気下において加熱しつつ加圧することにより接着する工程と、
前記接着する工程より後、または同時に、前記導電性材料を加熱することにより、前記第１配線シートの配線と前記第２配線シートの配線とを接続する工程と
を備える、裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法。
【請求項２】
前記第２配線シートを配置する工程は、前記第２配線シートを前記第１配線シートに対して位置決めする工程と、位置決めされた前記第２配線シートを前記第１配線シートに対して仮固定する工程とを含む、請求項１に記載の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法。
【請求項３】
前記第２配線シートを仮固定する工程においては、前記第２配線シートをテープ状部材により前記第１配線シートに対して仮固定する、請求項２に記載の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法。
【請求項４】
前記第２配線シートを仮固定する工程においては、前記第２配線シートの配線を前記第１配線シートの配線に前記導電性材料を挟んで接続されるように仮固定する、請求項２または３に記載の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法。
【請求項５】
前記第２配線シートを仮固定する工程においては、仮固定された前記第２配線シートと前記第１配線シートとの間において所定の力以上の力が作用した際に、前記第２配線シートが前記第１配線シートに対して位置決めされた状態を維持しつつ、前記第２配線シートの配線が前記第１配線シートの配線から分離できるように仮固定する、請求項４に記載の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法。
【請求項６】
基材および該基材上に形成された配線を含む第１配線シートと、
前記第１配線シートの配線に電気的に接続された複数の裏面電極型太陽電池セルと、
基材および該基材上に形成された配線を含む第２配線シートと、
前記第２配線シートの配線に裏面電極型太陽電池セルが電気的に接続された交換用ユニットと、
前記複数の裏面電極型太陽電池セルが接続された前記第１配線シートおよび前記交換用ユニットを封止する封止材と
を備え、
前記第１配線シートは開口部を有し、
前記交換用ユニットの第２配線シートは前記開口部に配置され、
前記第１配線シートの配線と前記第２配線シートの配線とが導電性材料により電気的に接続されている、裏面電極型太陽電池モジュール。
【請求項７】
前記第１配線シートと前記第２配線シートとに跨るようにテープ状部材が配置されている、請求項６に記載の裏面電極型太陽電池モジュール。
【請求項８】
前記テープ状部材の基材が前記封止材と同一の材料から形成されている、請求項７に記載の裏面電極型太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法および裏面電極型太陽電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギ資源の枯渇の問題および大気中のＣＯ2の増加のような地球環境問題などの問題への対策として、クリーンなエネルギの開発が望まれている。そのなかで、太陽電池モジュールを用いた太陽光発電が、新しいエネルギ源として開発され、実用化されてきている。
【０００３】
太陽電池モジュールには太陽電池セルが含まれ、従来から、太陽電池セルとしては、両面電極型太陽電池セルが主流となっている。両面電極型太陽電池セルにおいては、たとえば単結晶または多結晶のシリコン基板を用いて受光面が形成されている。シリコン基板には、シリコン基板とは反対の導電型の不純物が拡散されることによってｐｎ接合が形成されている。受光面の反対側の裏面および受光面の両方に電極が形成されている。
【０００４】
太陽電池セルとしては他にも、いわゆる裏面電極型太陽電池セルがある。裏面電極型太陽電池セルにおいては、シリコン基板の裏面に、ｐ型用電極およびｎ型用電極の両方が形成されている。
【０００５】
太陽電池モジュールの原材料費の低減を目的として、シリコン基板が薄型化されてきている。インターコネクタを用いた太陽電池モジュールにおいてシリコン基板が薄型化されると、インターコネクタの配線作業時に太陽電池セルが割れることがある。この問題を解決するために、配線シートが用いられる。配線シートを用いた裏面電極型太陽電池モジュールを開示した先行文献として特許文献１がある。
【０００６】
特許文献１に記載された裏面電極型太陽電池モジュールにおいては、裏面電極型太陽電池セルが配線シートの配線に接続されることによって、複数の裏面電極型太陽電池セル同士が電気的に接続されている。
【０００７】
太陽電池モジュールにおいては、製造過程またはモジュール完成後に出力検査が行なわれる。出力検査において太陽電池モジュールに含まれる太陽電池セルの一部に不良品があること、または、太陽電池セルの一部に接続不良があることが判明した場合には、その不良部分を取除いて良品と交換するリワークが行なわれる。
【０００８】
以下、従来の両面電極型太陽電池セルがインターコネクタにより接続されている太陽電池モジュールのリワーク方法について図２９から図３６を用いて説明する。
【０００９】
図２９は、従来の太陽電池モジュールの断面図である。図２９に示すように、複数の両面電極型太陽電池セル２０がインターコネクタ１０により接続されている。インターコネクタ１０により接続された複数の両面電極型太陽電池セル２０は、透明基板４１と裏面保護シート６４との間で透明樹脂４２により封止されている。
【００１０】
図３０は、裏面保護シートと裏面保護シート側の透明樹脂とを剥離した状態を示す断面図である。図３０に示すように、まず、太陽電池モジュールの裏面に配置された裏面保護シート６４が剥離される。次に、透明樹脂４２のなかで、裏面保護シート６４とインターコネクタ１０との間に配置されていた透明樹脂４２が剥離される。
【００１１】
図３１は、不良品の両面電極型太陽電池セルに接続されていたインターコネクタと、両面電極型太陽電池セルとの、接続が切られた状態を示す断面図である。図３１に示すように、不良品の両面電極型太陽電池セル２０の裏面に接続されていたインターコネクタ１０ｂと、不良品の両面電極型太陽電池セル２０との接続が切られる。不良品の両面電極型太陽電池セル２０の受光面に接続されていたインターコネクタ１０aと、不良品の両面電極型太陽電池セル２０に隣接して配置されていた両面電極型太陽電池セル２０との、接続が切られる。
【００１２】
図３２は、不良品の両面電極型太陽電池セルが取外された状態を示す断面図である。図３２に示すように、不良品の両面電極型太陽電池セル２０とインターコネクタ１０ａとが取外される。さらに、透明樹脂４２のなかで、透明基板４１と不良品の両面電極型太陽電池セル２０との間に配置されていた透明樹脂４２が透明基板４１から剥離される。両面電極型太陽電池セル２０と透明樹脂４２が除去された除去部分４３においては、透明基板４１の裏面側が露出されている。
【００１３】
図３３は、交換用の両面電極型太陽電池セルと透明樹脂とを取付ける状態を示す断面図である。図３３に示すように、除去部分４３の透明基板４１上に透明樹脂４２ａが配置される。また、受光面にインターコネクタ１０Ｘが接続された交換用の両面電極型太陽電池セル２０Ｘが配置される。両面電極型太陽電池セル２０Ｘの裏面には、インターコネクタ１０ｂが接続されている。
【００１４】
図３４は、交換用の両面電極型太陽電池セルがインターコネクタで接続された状態を示す断面図である。図３４に示すように、両面電極型太陽電池セル２０Ｘの受光面に接続されたインターコネクタ１０Ｘが、両面電極型太陽電池セル２０Ｘに隣接している両面電極方太陽電池セル２０の裏面に接続される。
【００１５】
図３５は、インターコネクタに接続された両面電極型太陽電池セルを封止する状態の断面図である。図３５に示すように、インターコネクタ１０に接続された両面電極型太陽電池セル２０の裏面側に、透明樹脂４２ｙが配置され、さらに透明樹脂４２ｙ上に裏面保護シート６４Ｘが配置される。
【００１６】
図３６は、リワーク完了後の太陽電池モジュールの断面図である。図３５に示す状態において真空圧着されることにより、図３６に示すように、透明基板４１と裏面保護シート６４Ｘとの間において、透明樹脂４２によって、インターコネクタ１０で接続された両面電極型太陽電池セル２０が封止される。
【００１７】
インターコネクタ１０としては、通常、厚さが２ｍｍ〜３ｍｍ程度の銅製のものが用いられる。このようなインターコネクタ１０Ｘは、半田を接続材料として、短時間の加熱で容易に両面電極型太陽電池セル２０に接続される。また、インターコネクタ１０Ｘと両面電極型太陽電池セル２０との接続箇所は、両面電極型太陽電池セル２０の裏面に位置している。そのため、インターコネクタ１０Ｘと両面電極型太陽電池セル２０とが半田付けで接続される際に、両面電極型太陽電池セル２０と透明基板４１との間に配置された透明樹脂４２ａに半田付けの熱影響が及ばないようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特開２００９−４３８４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを含む裏面電極型太陽電池モジュールにおいては、インターコネクタを用いないため、従来の両面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法を適用することができない。
【００２０】
仮に、従来の両面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法を応用して、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを半田付けした場合、配線シートの厚さがインターコネクタの厚さに比較して極めて薄いため、半田付けの熱影響が透明樹脂に及び、透明樹脂の一部が溶融して透明樹脂中に気泡が発生する。透明樹脂中に気泡が発生した場合には、裏面電極型太陽電池セルの封止が不十分となる。裏面電極型太陽電池モジュールの外部から水分などが気泡部分に浸入した場合、裏面電極型太陽電池セルの耐久性が低下する。
【００２１】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、リワークによる裏面電極型太陽電池セルの耐久性の低下が抑制された、裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法および裏面電極型太陽電池モジュール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】
【００２２】
本発明に基づく裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法は、基材および基材上に形成された配線を含む第１配線シートと、配線に電気的に接続された複数の裏面電極型太陽電池セルとが、封止材によって封止された太陽電池モジュールのリワーク方法である。裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法は、複数の裏面電極型太陽電池セルのうちの少なくとも１つの裏面電極型太陽電池セルに接合されている部分の第１配線シートを除去する工程と、第１配線シートを除去する工程において除去された部分の第１配線シートに接続されていた裏面電極型太陽電池セルを除去する工程と、裏面電極型太陽電池セルを除去する工程において除去された裏面電極型太陽電池セルに接着されていた封止材を除去する工程とを備える。また、裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法は、基材および基材上に形成された配線を含む第２配線シートの配線に裏面電極型太陽電池セルが電気的に接続されている交換用ユニットを用意する工程と、封止材を除去する工程において封止材が除去された部分に、他の封止材を配置する工程と、第１配線シートの配線と第２配線シートの配線との接続用の導電性材料を供給する工程と、第１配線シートの除去された部分に第２配線シートを配置する工程とを備える。さらに、裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法は、他の封止材と交換用ユニットとを、減圧雰囲気下において加熱しつつ加圧することにより接着する工程と、上記接着する工程より後、または同時に、導電性材料を加熱することにより、第１配線シートの配線と第２配線シートの配線とを接続する工程とを備える。
【００２３】
好ましくは、上記第２配線シートを配置する工程は、第２配線シートを第１配線シートに対して位置決めする工程と、位置決めされた第２配線シートを第１配線シートに対して仮固定する工程とを含む。
【００２４】
本発明の一形態の、上記第２配線シートを仮固定する工程においては、第２配線シートをテープ状部材により第１配線シートに対して仮固定する。
【００２５】
本発明の一形態の、上記第２配線シートを仮固定する工程においては、第２配線シートの配線を第１配線シートの配線に導電性材料を挟んで接続されるように仮固定する。
【００２６】
本発明の一形態の、上記第２配線シートを仮固定する工程においては、仮固定された第２配線シートと第１配線シートとの間において所定の力以上の力が作用した際に、第２配線シートが第１配線シートに対して位置決めされた状態を維持しつつ、第２配線シートの配線が第１配線シートの配線から分離できるように仮固定する。
【００２７】
本発明に基づく裏面電極型太陽電池モジュールは、基材およびこの基材上に形成された配線を含む第１配線シートと、第１配線シートの配線に電気的に接続された複数の裏面電極型太陽電池セルとを備えている。また、裏面電極型太陽電池モジュールは、基材およびこの基材上に形成された配線を含む第２配線シートと、第２配線シートの配線に裏面電極型太陽電池セルが電気的に接続された交換用ユニットと、複数の裏面電極型太陽電池セルが接続された第１配線シートおよび交換用ユニットを封止する封止材とを備えている。第１配線シートは開口部を有し、交換用ユニットの第２配線シートは上記開口部に配置され、第１配線シートの配線と第２配線シートの配線とが導電性材料により電気的に接続されている。
【００２８】
本発明の一形態においては、第１配線シートと第２配線シートとに跨るようにテープ状部材が配置されている。
【００２９】
好ましくは、テープ状部材の基材が上記封止材と同一の材料から形成されている。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、裏面電極型太陽電池セルと配線シートとを含む裏面電極型太陽電池モジュールにおいて、リワークによる裏面電極型太陽電池セルの耐久性の低下が抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態１に係る裏面電極型太陽電池モジュールに含まれる配線シートの構成を示す平面図である。
【図２】図１の配線シートをＩＩ−ＩＩ線矢印方向に見た図である。
【図３】同実施形態に係る太陽電池モジュールに含まれる裏面電極型太陽電池セルの構成を示す断面図である。
【図４】図３の裏面電極型太陽電池セルを矢印ＩＶから見た図である。
【図５】裏面電極型太陽電池セルの電極の配置の第１の変形例を示す平面図である。
【図６】裏面電極型太陽電池セルの電極の配置の第２の変形例を示す平面図である。
【図７】同実施形態に係る裏面電極型太陽電池ストリングを受光面側から見た状態を示す平面図である。
【図８】図７をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。
【図９】裏面電極型太陽電池モジュールの構成部材が積層された状態を示す断面図である。
【図１０】封止材により一体化された裏面電極型太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。
【図１１】交換用ユニットの構成部材が積層された状態を示す断面図である。
【図１２】交換用ユニットの構成部材が互いに接合された状態を示す断面図である。
【図１３】裏面電極型太陽電池モジュール８００において不良が発生した部分を主に示す断面図である。
【図１４】裏面保護シートおよび裏面保護シート側の封止材が除去された状態を示す断面図である。
【図１５】不良箇所が存在した除去部分近傍を示す平面図である。
【図１６】図１５をＸＶＩ−ＸＶＩ線矢印方向から見た図である。
【図１７】除去部分にリワーク用の他の封止材を配置した状態を示す断面図である。
【図１８】交換用ユニットが除去部分に配置された状態を裏面側から見た状態を示す平面図である。
【図１９】交換用ユニットが除去部分に配置された状態を示す断面図である。
【図２０】位置決めされた交換用ユニットがテープ状部材により仮固定された状態を示す平面図である。
【図２１】位置決めされた交換用ユニットが変形例のテープ状部材により仮固定された状態を示す平面図である。
【図２２】交換用ユニットが透明基板に接着された状態を示す断面図である。
【図２３】交換用ユニットの配線シートにおいて導電性材料と接している部分の絶縁性基材が除去された状態を示す断面図である。
【図２４】交換用ユニットが電気的に接続された裏面電極型太陽電池ストリングの裏面側に封止材および裏面保護シートが配置された状態を示す断面図である。
【図２５】リワークされた裏面電極型太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。
【図２６】図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線矢印方向から見た断面図である。
【図２７】交換用ユニットが位置決めされて配置された裏面電極型太陽電池モジュールがラミネータ装置内に載置された状態を示す断面図である。
【図２８】ラミネータ装置によって裏面電極型太陽電池モジュールを真空圧着し始める状態を示す断面図である。
【図２９】従来の太陽電池モジュールの断面図である。
【図３０】裏面保護シートと裏面保護シート側の透明樹脂とを剥離した状態を示す断面図である。
【図３１】不良品の両面電極型太陽電池セルに接続されていたインターコネクタと、両面電極型太陽電池セルとの、接続が切られた状態を示す断面図である。
【図３２】不良品の両面電極型太陽電池セルが取外された状態を示す断面図である。
【図３３】交換用の両面電極型太陽電池セルと透明樹脂とを取付ける状態を示す断面図である。
【図３４】交換用の両面電極型太陽電池セルがインターコネクタで接続された状態を示す断面図である。
【図３５】インターコネクタに接続された両面電極型太陽電池セルを封止する状態の断面図である。
【図３６】リワーク完了後の太陽電池モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明に係る裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法および裏面電極型太陽電池モジュールの実施形態１について図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰返さない。
【００３３】
実施形態１
図１は、本発明の実施形態１に係る裏面電極型太陽電池モジュールに含まれる配線シートの構成を示す平面図である。図２は、図１の配線シートをＩＩ−ＩＩ線矢印方向に見た図である。
【００３４】
図１に示すように、第１配線シートである配線シート１００は、シート状の絶縁性基材１１０と、絶縁性基材１１０の一方の表面上に形成された、ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０を含む配線１４０と、接続用配線１５０と、出力取出し配線１２０ｅ，１３０ｅとから構成されている。
【００３５】
ｎ型用配線１２０、ｐ型用配線１３０、接続用配線１５０および出力取出し配線１２０ｅ，１３０ｅは、それぞれ導電性を有している。ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０のそれぞれは、所定の間隔を開けて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用配線１２０の矩形部とｐ型用配線１３０の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を置いて、１本ずつ交互に並列に配置されている。
【００３６】
接続用配線１５０は、ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０の矩形部は、接続用配線１５０に接続されている。ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０は、それぞれ櫛歯状に形成されている。ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０の矩形部の長手方向に隣り合うｎ型用配線１２０とｐ型用配線１３０とは、接続用配線１５０によって電気的に接続されている。
【００３７】
配線シート１００の一方の終端に位置しているｎ型用出力取出し配線１２０ｅは、ｎ型用配線１２０の矩形部の長手方向に直交する方向に延在して、ｎ型用配線１２０に接続されている。配線シート１００の他方の終端に位置しているｐ型用出力取出し配線１３０ｅは、ｐ型用配線１３０の矩形部の長手方向に直交する方向に延在して、ｐ型用配線１３０に接続されている。
【００３８】
また、配線シート１００においては、ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０の矩形部を、それぞれ１本ずつ交互に配置したが、ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０の矩形部のうちの少なくとも一方を、１本ではなく複数本ずつ交互に配置してもよい。ｎ型用配線１２０またはｐ型用配線１３０のいずれか一方の配線が、他方の配線同士の間に少なくとも部分的に位置する箇所が存在するように形成されていればよい。
【００３９】
図２に示すように、配線シート１００においては、絶縁性基材１１０の一方の表面上にのみｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０が形成されている。
【００４０】
絶縁性基材１１０の材質としては、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ：Polyethylene naphthalate）を用いたが、電気絶縁性を有する材質であれば特に限定されない。絶縁性基材１１０の材質として、たとえば、ＰＥＴ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Polyethylene terephthalate）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ：Polyphenylene sulfide）、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ：Polyvinyl fluoride）およびポリイミド（Polyimide）からなる群から選択された少なくとも１種の樹脂を含む材質を用いることが好ましい。
【００４１】
また、絶縁性基材１１０の厚さは特に限定されず、たとえば、２５μｍ以上１５０μｍ以下とすることができる。なお、絶縁性基材１１０は、１層のみからなる単層構造であってもよく、２層以上からなる複数層構造であってもよい。または、絶縁性基材１１０は、メッシュ構造であってもよい。
【００４２】
配線１４０、接続用配線１５０および出力取出し配線１２０ｅ，１３０ｅの材質としては、無酸素銅(ＯＦＣ：oxygen free copper)を用いたが導電性の材質のものであれば特に限定されない。配線の材質として、たとえば、銅、アルミニウムおよび銀からなる群から選択された少なくとも１種を含む金属などを用いることが好ましい。また、配線１６の厚さは、１８μｍとしたが、これに限定されず、たとえば、１０μｍ以上５０μｍ以下とすることができる。配線１６の形状は、上述した形状に限定されず、適宜設定することができる。
【００４３】
配線１４０の少なくとも一部の表面には、たとえば、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、錫（Ｓｎ）、はんだ(ＳｎＰｂ)、およびＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる群から選択された少なくとも１種を含む導電性物質を被膜することが好ましい。この場合には、配線シート１００の配線１４０と、後述する裏面電極型太陽電池セルの電極との電気的接続を良好なものとし、配線１４０の耐候性を向上させることができる。
【００４４】
また、配線１４０の少なくとも一部の表面に、たとえば、防錆処理または黒化処理などの表面処理を施してもよい。なお、配線１４０は、１層のみからなる単層構造であってもよく、２層以上からなる複数層構造であってもよい。
【００４５】
図１，２に示すように、本実施形態の配線シートには、位置決め用マーク１６０が、絶縁性基材１１０の一方の表面上に形成されている。位置決め用マーク１６０の形成位置および作用については後述する。
【００４６】
図３は、本実施形態に係る太陽電池モジュールに含まれる裏面電極型太陽電池セルの構成を示す断面図である。図３に示すように、裏面電極型太陽電池セル２００には、ｎ型またはｐ型の半導体基板であるシリコン基板２１０を用いた。
【００４７】
裏面電極型太陽電池セル２００の受光面となる、凹凸形状を有するシリコン基板２１０の表面上に、反射防止膜２７０が形成されている。裏面電極型太陽電池セル２００の裏面となる、シリコン基板２１０の裏面上にパッシベーション膜２６０が形成されている。
【００４８】
また、シリコン基板２１０の内部の裏面側に、リンなどのｎ型不純物が拡散されたｎ型不純物拡散領域２２０と、ボロンなどのｐ型不純物が拡散されたｐ型不純物拡散領域２３０とが形成されている。ｎ型不純物拡散領域２２０とｐ型不純物拡散領域２３０とは、互いに所定の間隔を置いて交互に形成されている。
【００４９】
パッシベーション膜２６０に設けられたコンタクトホールを通してｎ型不純物拡散領域２２０に接続されたｎ型用電極２４０が、パッシベーション膜２６０の裏面側に突出するよう形成されている。パッシベーション膜２６０に設けられたコンタクトホールを通してｐ型不純物拡散領域２３０に接続されたｐ型用電極２５０が、パッシベーション膜２６０の裏面側に突出するよう形成されている。
【００５０】
ｎ型またはｐ型の導電型を有するシリコン基板２１０の内部では、ｎ型不純物拡散領域２２０またはｐ型不純物拡散領域２３０とシリコン基板２１０との界面において、複数のｐｎ接合が形成されている。よって、ｎ型不純物拡散領域２２０に接続されたｎ型用電極２４０、および、ｐ型不純物拡散領域２３０に接続されたｐ型用電極２５０の各々は、シリコン基板２１０の内部の裏面側に形成された複数のｐｎ接合にそれぞれ対応した電極となる。
【００５１】
図４は、図３の裏面電極型太陽電池セルを矢印ＩＶから見た図である。図４に示すように、ｎ型用電極２４０およびｐ型用電極２５０は、所定の間隔を置いて形成された長手方向を有する複数の矩形部を有している。ｎ型用電極２４０の矩形部とｐ型用電極２５０の矩形部とは、矩形部の長手方向に直交する方向において、所定の間隔を開けて、１本ずつ交互に配置されている。
【００５２】
裏面電極型太陽電池セル２００の裏面における一方の端部近傍に、ｎ型用電極２４０の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、ｎ型用電極２４０のすべての矩形部と連続する幹部が形成されている。このように、ｎ型用電極２４０は、櫛歯状に形成されている。
【００５３】
裏面電極型太陽電池セル２００の裏面における他方の端部近傍に、ｐ型用電極２５０の矩形部の長手方向に直交する方向に延在し、ｐ型用電極２５０のすべての矩形部と連続する幹部が形成されている。このように、ｐ型用電極２５０は、櫛歯状に形成されている。
【００５４】
なお、ｎ型用電極２４０およびｐ型用電極２５０のそれぞれの形状および配置は、上記の構成に限られず、配線シート１００のｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０にそれぞれ電気的に接続可能な形状および配置であればよい。
【００５５】
図５は、裏面電極型太陽電池セルの電極の配置の第１の変形例を示す平面図である。図６は、裏面電極型太陽電池セルの電極の配置の第２の変形例を示す平面図である。図５に示すように、第１の変形例の裏面電極型太陽電池セル２００ａの電極においては、矩形状のｎ型用電極２４０ａおよびｐ型用電極２５０ａが、それぞれ同じ方向に延在するように設けられている。ｎ型用電極２４０ａおよびｐ型用電極２５０ａは、シリコン基板２１０の裏面において、ｎ型用電極２４０ａおよびｐ型用電極２５０ａが延在する方向に直交する方向に、それぞれ１本ずつ交互に配置されている。
【００５６】
図６に示すように、第２の変形例の裏面電極型太陽電池セル２００ｂの電極においては、点状のｎ型用電極２４０ｂおよびｐ型用電極２５０ｂが、それぞれ行列状に配置されている。ｎ型用電極２４０ｂが配置された列と、ｐ型用電極２５０ｂが配置された列とは、それぞれ１列ずつ交互に配置されている。ｎ型用電極２４０ｂが配置された行と、ｐ型用電極２５０ｂが配置された行とは、それぞれ１行ずつ交互に配置されている。
【００５７】
なお、電極の配置においては、ｎ型用電極２４０，２４０ａ，２４０ｂおよびｐ型用電極２５０，２５０ａ，２５０ｂを、それぞれ１本または１行もしくは１列ずつ交互に配置したが、ｎ型用電極２４０，２４０ａ，２４０ｂおよびｐ型用電極２５０，２５０ａ，２５０ｂのうちの少なくとも一方を、複数本または複数行もしくは複数列ずつ交互に配置してもよい。ｎ型用電極２４０，２４０ａ，２４０ｂおよびｐ型用電極２５０，２５０ａ，２５０ｂのいずれか一方の電極が、他方の電極同士の間に少なくとも部分的に位置する箇所が存在するように形成されていればよい。
【００５８】
シリコン基板２１０としては、たとえば、ｎ型またはｐ型の多結晶シリコンまたは単結晶シリコンなどを用いることができる。ｎ型用電極２４０およびｐ型用電極２５０としては、たとえば、銀などの金属からなる電極を用いることができる。パッシベーション膜２６０としては、たとえば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、または酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層体などを用いることができる。反射防止膜２７０としては、たとえば、窒化シリコン膜などを用いることができる。
【００５９】
なお、本発明における裏面電極型太陽電池セルの概念には、上述したシリコン基板２１０の一方の表面側（裏面側）のみにｎ型用電極２４０およびｐ型用電極２５０が形成された構成に限られず、半導体基板に設けられた貫通孔に電極の一部を配置した構成の太陽電池セルであるＭＷＴ（Metal Wrap Through）セルなどのいわゆるバックコンタクト型太陽電池セルのすべてが含まれる。
【００６０】
図７は、本実施形態に係る裏面電極型太陽電池ストリングを受光面側から見た状態を示す平面図である。図８は、図７をＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。本実施形態においては、裏面電極型太陽電池ストリングの一例として、図１，２に示す配線シート１００の配線１４０に、図３，４に示す裏面電極型太陽電池セル２００の電極を接続したが、裏面電極型太陽電池ストリングの構成はこれに限定されない。ここで、配線シート１００と裏面電極型太陽電池セル２００との接続とは、配線シート１００の配線１４０と裏面電極型太陽電池セル２００の電極とが導通状態となるように接続されていることをいう。
【００６１】
図７，８に示すように、本実施形態の裏面電極型太陽電池ストリング３００においては、裏面電極型太陽電池セル２００の裏面側と、配線シート１００の配線が形成されている側とが対向するように、配線シート１００上に裏面電極型太陽電池セル２００が配置されている。
【００６２】
図８に示すように、裏面電極型太陽電池セル２００の裏面に形成されたｎ型用電極２４０は、配線シート１００の絶縁性基材１１０の表面上に形成されたｎ型用配線１２０と接続されている。裏面電極型太陽電池セル２００の裏面に形成されたｐ型用電極２５０は、配線シート１００の絶縁性基材１１０の表面上に形成されたｐ型用配線１３０と接続されている。
【００６３】
図１に示すように、矩形部の長手方向において隣り合うｎ型用配線１２０とｐ型用配線１３０とは、接続用配線１５０によって電気的に接続されているため、配線シート１００上において矩形部の長手方向に隣り合うようにして配置される裏面電極型太陽電池セル２００同士は、配線を通じて互いに電気的に接続される。図７，８に示すように裏面電極型太陽電池ストリング３００においては、配線シート１００上に配置されたすべての裏面電極型太陽電池セル２００同士が、電気的に直列に接続されている。
【００６４】
裏面電極型太陽電池セル２００の受光面に光が入射することによって発生した電流は、ｎ型用電極２４０からｎ型用配線１２０に、ｐ型用電極２５０からｐ型用配線１３０に取り出される。ｎ型用配線１２０およびｐ型用配線１３０に取り出された電流は、配線シート１００の終端にそれぞれ位置しているｎ型用出力取出し配線１２０ｅおよびｐ型用出力取出し配線１３０ｅから裏面電極型太陽電池ストリング３００の外部に取り出される。
【００６５】
また、図７，８に示すように、位置決め用マーク１６０が、配線シート１００の一方の表面上において、接合される裏面電極型太陽電池セル２００との対向領域の縁部に配置されている。位置決め用マーク１６０は、配線シート１００の配線の延びる方向において、接合される裏面電極型太陽電池セル２００の中央の位置に対応して配置されている。
【００６６】
以下、図７および図８に示される構成の裏面電極型太陽電池ストリング３００の製造方法の一例について説明する。
【００６７】
まず、図１に示す配線シート１００および図３に示す裏面電極型太陽電池セル２００の少なくとも一方の表面上に、Ｓｎ−Ｂｉ系半田からなる接合部材が供給される。接合部材としては、半田、導電性接着材、異方導電性フィルムおよび異方導電性ペーストからなる群から選択された少なくとも１種の接合部材が用いられてもよい。その後に、ｎ型用電極２４０とｎ型用配線１２０とが電気的に接続されるとともに、ｐ型用電極２５０とｐ型用配線１３０とが電気的に接続されるように、配線シート１００上に裏面電極型太陽電池セル２００が配置される。
【００６８】
配線シート１００と裏面電極型太陽電池セル２００とが圧着されつつ加熱処理されることによって、上記の接着材の接着力を利用して、配線シート１００と裏面電極型太陽電池セル２００とが接合される。これにより、裏面電極型太陽電池セル２００のｎ型用電極２４０と配線シート１００のｎ型用配線１２０とが電気的に接続された状態で固定されて接合されるとともに、裏面電極型太陽電池セル２００のｐ型用電極２５０と配線シート１００のｐ型用配線１３０とが電気的に接続された状態で固定されて接合されることになる。
【００６９】
上記の半田、導電性接着材、異方導電性フィルムおよび異方導電性ペーストなどの電気導電性を有する接着材は、太陽電池ストリングに短絡が生じない位置に供給されている。
【００７０】
なお、太陽電池ストリングの概念には、配線シート１００の表面上において複数の裏面電極型太陽電池セル２００が直線状に電気的に接続されているものに限られず、図７に示すように複数の裏面電極型太陽電池セル２００が直線状以外のたとえばマトリクス状などの形状に電気的に接続されているものも含まれる。
【００７１】
以下、本実施形態に係る、リワーク前の裏面電極型太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。なお、以下においては、裏面電極型太陽電池モジュールの一例として、図７および図８に示す構成の裏面電極型太陽電池ストリングを封止材中に封止した構成の裏面電極型太陽電池モジュールについて説明するが、本発明の裏面電極型太陽電池モジュールの構成はこの構成に限られない。
【００７２】
図９は、裏面電極型太陽電池モジュールの構成部材が積層された状態を示す断面図である。図１０は、封止材により一体化された裏面電極型太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。
【００７３】
図９に示すように、透明基板４１０上にＥＶＡ樹脂からなる第１の封止材である封止材４２０ａが配置される。裏面電極型太陽電池セル２００と封止材４２０ａとが接するように、封止材４２０ａ上に裏面電極型太陽電池ストリング３００が配置される。裏面電極型太陽電池ストリング３００上にＥＶＡ樹脂からなる第２の封止材である封止材４２０ｂが配置される。封止材４２０ｂ上に裏面保護シート６４０が配置される。
【００７４】
次に、封止材４２０ａが裏面電極型太陽電池ストリング３００の裏面電極型太陽電池セル２００に圧着されるとともに、封止材４２０ｂが裏面電極型太陽電池ストリング３００の配線シート１００に圧着された状態で加熱処理されることによって、封止材４２０ａと封止材４２０ｂとが一体化された状態で硬化される。
【００７５】
具体的には、圧着および加熱処理は、たとえば、真空圧着および加熱処理が可能なラミネータ装置を用いて行なわれる。ラミネータ装置により加熱されつつ加圧されることによって、封止材４２０ａおよび封止材４２０ｂは、熱変形され、かつ、熱硬化される。封止材４２０ａと封止材４２０ｂとが一体化されて封止材４２０となることにより、封止材４２０中に裏面電極型太陽電池ストリング３００が包み込まれるように封止される。
【００７６】
その結果、図１０に示すように、封止材４２０ａと封止材４２０ｂとが一体化されてなる封止材４２０中に、裏面電極型太陽電池ストリング３００が封止されてなる裏面電極型太陽電池モジュール８００が作製される。
【００７７】
なお、真空圧着とは、大気圧よりも減圧した雰囲気下で圧着させる処理のことである。また、上記の加熱処理においては、封止材４２０ａおよび封止材４２０ｂの各々が、たとえば、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ樹脂）からなる場合には、封止材４２０ａおよび封止材４２０ｂは、１００℃以上２００℃以下の温度まで加熱される。
【００７８】
裏面保護シート６４０としては、封止材４２０の裏面を保護することができるものであれば特に限定されず、たとえば、ＰＥＴなどの耐候性フィルムを用いることができる。また、封止材４２０中への水蒸気または酸素の透過を十分に抑制して長期的な信頼性を確保する観点から、裏面保護シート６４０は、たとえば、アルミニウムなどの金属フィルムを含むように形成されていてもよい。
【００７９】
裏面電極型太陽電池モジュールの端面などの裏面保護シート６４０を密着させることが難しい部分には、たとえば、ブチルゴムテープなどの水分透過防止テープを用いることにより、裏面電極型太陽電池モジュールと裏面保護シート６４０とを完全に密着させることができる。
【００８０】
以下、本実施形態に係る、リワーク用の交換用ユニットの製造方法の一例について説明する。なお、以下においては、交換用ユニットの一例として、１つの裏面電極型太陽電池セルとそれが接合された配線シートとからなる交換用ユニットについて説明するが、交換用ユニットはこの構成に限られない。
【００８１】
図１１は、交換用ユニットの構成部材が積層された状態を示す断面図である。図１２は、交換用ユニットの構成部材が互いに接合された状態を示す断面図である。
【００８２】
まず、１つの裏面電極型太陽電池セル２００Ｘと、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘに対応した第２配線シートである配線シート１００Ｘとが用意される。裏面電極型太陽電池セル２００Ｘは、上述の裏面電極型太陽電池セル２００と同一の構成を有している。配線シート１００Ｘは、１つの裏面電極型太陽電池セル２００Ｘのみが接合可能であること以外は、上述の配線シート１００と同一の構成を有している。具体的には、配線シート１００Ｘは、絶縁性基材と、絶縁性基材の表面上にパターンニングされた櫛歯状のｎ型用配線および櫛歯状のｐ型用配線を含む配線とを備えている。
【００８３】
配線シート１００Ｘおよび裏面電極型太陽電池セル２００Ｘの少なくとも一方の表面上に、半田、導電性接着材、異方導電性フィルムおよび異方導電性ペーストからなる群から選択された少なくとも１種の接合材料が供給される。この半田、導電性接着材、異方導電性フィルムおよび異方導電性ペーストなどの電気導電性を有する接合材料は、交換用ユニット６００ａに短絡が生じない位置に供給されている。
【００８４】
図１１に示すように、配線シート１００Ｘのｎ型用配線と裏面電極型太陽電池セル２００Ｘのｎ型用電極とが電気的に接続されるとともに、配線シート１００Ｘのｐ型用配線と裏面電極型太陽電池セル２００Ｘのｐ型用電極とが電気的に接続されるように、配線シート１００Ｘ上に裏面電極型太陽電池セル２００Ｘが配置される。
【００８５】
その後、配線シート１００Ｘと裏面電極型太陽電池セル２００Ｘとを圧着させつつ加熱処理することによって、上記の接合材料の接着力を利用して、配線シート１００Ｘと裏面電極型太陽電池セル２００Ｘとが接合される。これにより、配線シート１００Ｘのｎ型用配線と裏面電極型太陽電池セル２００Ｘのｎ型用電極とが電気的に接続された状態で接合されるとともに、配線シート１００Ｘのｐ型用配線と裏面電極型太陽電池セル２００Ｘのｐ型用電極とが電気的に接続された状態で接合される。
【００８６】
配線シート１００Ｘの配線は、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘに比較して熱膨張係数が大きい。そのため、加熱により配線シート１００Ｘの配線が裏面電極型太陽電池セル２００Ｘに比べて配線の長手方向に伸びた状態で、接合材料が硬化して配線シート１００Ｘと裏面電極型太陽電池セル２００Ｘとが接合される。加熱終了後は、長手方向に伸びていた配線が縮もうとするため、図１２に示すように、交換用ユニット６００ａには、配線の長手方向の中央部が端部に比べて裏面電極型太陽電池セル２００Ｘ側に凸状となるように配線の長手方向において反りが発生している。
【００８７】
以下、本実施形態における裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法について説明する。
【００８８】
図１３は、裏面電極型太陽電池モジュール８００において不良が発生した部分を主に示す断面図である。図１０，１３に示す状態の裏面電極型太陽電池モジュール８００において、直列に接続された裏面電極型太陽電池セル２００の出力が導通検査またはＥＬ(Electro-Luminescence)発光測定などにより評価される。この評価によって、裏面電極型太陽電池セル２００そのものの不良または接合不良などの不良箇所が判明した場合、裏面電極型太陽電池モジュールのリワークが行なわれる。
【００８９】
図１４は、裏面保護シートおよび裏面保護シート側の封止材が除去された状態を示す断面図である。図１４に示すように、不良箇所の裏面電極型太陽電池セル２００を除去するために、裏面電極型太陽電池モジュール８００から裏面保護シート６４０が剥離される。その後、裏面保護シート６４０側の封止材４２０の一部が除去される。
【００９０】
次に、不良箇所に該当する裏面電極型太陽電池セル２００およびその裏面電極型太陽電池セル２００に接続されている部分の配線シート１００が除去される。本実施形態においては、不良箇所が存在した除去部分４３０が１箇所の場合について説明するが、複数の不良箇所が存在する場合には、不良箇所が存在する全ての部分においてリワークが行なわれる。
【００９１】
図１５は、不良箇所が存在した除去部分近傍を示す平面図である。図１６は、図１５をＸＶＩ−ＸＶＩ線矢印方向から見た図である。
【００９２】
図１５，１６に示すように、不良箇所が存在した除去部分４３０の除去方法としては、まず、除去される裏面電極型太陽電池セル２００と接合されている部分の配線シート１００が除去される。具体的には、カッターなどの刃物で配線シート１００の除去部分４３０の外周に切り込みが入れられ、その切り込みを起点にして除去部分４３０の配線シート１００が裏面電極型太陽電池セル２００から剥離される。このとき、カッターの刃が、封止材４２０に届いてもよい。配線シート１００には、除去部分４３０の位置に開口部が形成される。
【００９３】
その後、封止材４２０により透明基板４１０に固着されている裏面電極型太陽電池セル２００が除去される。予め、裏面電極型太陽電池セル２００に金槌またはハンマーなどで亀裂が入れられ、エンドミルによって裏面電極型太陽電池セル２００が透明基板４１０から除去される。他の方法として、電動彫刻刀、サンドブラスト、アイスブラスト、ウォータージェット、電動かんな、超音波カッター、レーザー、および、シリコーンゴムまたはウレタンゴムなどのゴム材料を用いたラビングなどのいずれかの方法によって、裏面電極型太陽電池セル２００が透明基板４１０から除去されてもよい。また、封止材４２０は除去されずに、裏面電極型太陽電池セル２００が封止材４２０から剥離されて除去されてもよい。
【００９４】
次に、除去部分４３０の透明基板４１０上に付着している封止材４２０が、エンドミルを用いて除去される。封止材４２０の除去は、上記の裏面電極型太陽電池セル２００を除去可能な方法と同様の方法により行なうことができる。また、亀裂が入れられた裏面電極型太陽電池セル２００が封止材４２０と付着した状態で、裏面電極型太陽電池セル２００と封止材４２０とが一緒に透明基板４１０から引き剥がされて除去されてもよい。
【００９５】
エンドミルを透明基板４１０に接触しないように移動させるために、エンドミルの先端と透明基板４１０との間隔は２００μｍとした。エンドミルを用いることにより、エンドミルが透明基板４１０に直接接触していなくても、透明基板４１０上の封止材４２０を除去することができる。封止材４２０は、透明基板４１０の表面から完全に除去されてもよく、一部のみ除去されてもよい。または、封止材４２０は全く除去されなくてもよい。
【００９６】
その後、図１６に示すように、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘと接続される部分において、配線シート１００の絶縁性基材１１０が除去されて、配線シート１００の配線１４０が露出される。絶縁性基材１１０の除去には、ＣＯ2レーザを用いたが、エンドミルまたはエキシマレーザなどを用いてもよい。
【００９７】
図１７は、除去部分にリワーク用の他の封止材を配置した状態を示す断面図である。図１７に示すように、除去部分４３０の透明基板４１０上に封止材４２０ａ，４２０ｂと同一の材料であるＥＶＡ樹脂からなる、他の封止材である封止材４２０ｘが配置される。
【００９８】
その後、図１５，１６に示す配線シート１００において除去部分４３０と繋がっていた部分の接続用配線１５０ｅ上に、導電性材料が供給される。上述の通り、配線シート１００は、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘと接続される部分において、絶縁性基材１１０が除去されて接続用配線１５０ｅのみになっている。導電性材料は、絶縁性基材１１０が除去された部分に供給される。言い換えると、導電性材料は、接続用配線１５０ｅの絶縁性基材１１０側の面上に供給される。
【００９９】
導電性材料としては、Ｓｎ−Ｂｉ系共晶半田ペーストを用いたが、Ｓｎ−Ｉｎ系の半田を用いてもよい。また、導電性材料としては、半田と接着剤とが混合された半田樹脂混合材料または銀ペーストなどが使用可能である。導電性材料の供給には、ディスペンサーを用いたが、印刷機などを用いてもよい。導電性材料は、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの配線に供給されてもよい。
【０１００】
次に、除去部分４３０に新たに組み込まれる、交換用ユニット６００ａが用意される。なお、交換用ユニット６００ａは、上述のとおり、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘと配線シート１００Ｘとの熱膨張係数の違いにより、配線１４０の長手方向の中央部が端部に比べて裏面電極型太陽電池セル２００Ｘ側に凸状となるように配線１４０の長手方向において反っている。交換用ユニット６００ａは、除去部分４３０に配置される。交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘは、配線シート１００の開口部に配置される。
【０１０１】
図１８は、交換用ユニットが除去部分に配置された状態を裏面側から見た状態を示す平面図である。図１８においては、簡単のため、配線１４０の長手方向において、交換用ユニット６００ａと接続される部分の配線シートを図示していない。図１９は、交換用ユニットが除去部分に配置された状態を示す断面図である。
【０１０２】
図１８に示すように、配線シート１００の一部である、１つの裏面電極型太陽電池セル２００が対向配置される部分の配線シート１００Ｙには、ｎ型用配線１２０Ｙとｐ型用配線１３０Ｙと位置決め用マーク１６０Ｙとが形成されている。配線の長手方向に直交する方向において除去部分４３０を挟んで配線シート１００Ｙに隣接する、配線シート１００の一部である配線シート１００Ｚには、ｎ型用配線１２０Ｚとｐ型用配線１３０Ｚと位置決め用マーク１６０Ｚとが形成されている。
【０１０３】
図１９に示すように、交換用ユニット６００ａは、封止材４２０ｘ上に配置される。交換用ユニット６００ａは、配線１４０の長手方向の中央部が端部に比べて裏面電極型太陽電池セル２００Ｘ側に凸状となるように配線１４０の長手方向において反っているため、配線１４０の長手方向における配線シート１００Ｘの端部は、配線シート１００の導電性材料６３０が供給された位置から大きく離隔している。
【０１０４】
この状態で交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘは、配線シート１００に対して位置決めされる。図１８に示すように、配線１４０の長手方向と直交する方向において、交換用ユニット６００ａに隣接する配線シート１００の一部分である配線シート１００Ｙおよび配線シート１００Ｚの少なくとも一方と、交換用ユニット６００ａとが位置合わせされる。
【０１０５】
具体的には、図１８に示すように、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと、配線シート１００Ｙの位置決め用マーク１６０Ｙとが対向配置されるように、配線シート１００Ｘと配線シーと１００Ｙとが位置決めされる。
【０１０６】
または、図１８に示すように、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと、配線シート１００Ｚの位置決め用マーク１６０Ｚとが対向配置されるように、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｚとが位置決めされる。
【０１０７】
このように、交換用ユニット６００ａが封止材４２０ｘと接している位置である、交換用ユニット６００ａの反りの凸部付近で、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘと配線シート１００とを位置合わせすることにより、反っている交換用ユニット６００ａを安定して位置決めすることができる。
【０１０８】
交換用ユニット６００ａが除去部分４３０に固定されるためには、封止材４２０ｘが溶融された後、硬化されることにより、交換用ユニット６００ａと透明基板４１０とが接着される必要がある。封止材４２０ｘの溶融および硬化は、ラミネータ装置を用いた真空圧着および加熱処理により行なわれる。
【０１０９】
封止材４２０ｘは、溶融前の状態において接着性を有していない。そのため、上記のように封止材４２０ｘ上に位置決めされて配置された交換用ユニット６００ａは、その位置が固定されていない。よって、ラミネータ装置にて処理されるために、交換用ユニット６００ａが仮固定されない状態でラミネータ装置内に移動された場合、交換用ユニット６００ａの位置ずれが発生する。特に、交換用ユニット６００ａは反っているため、位置ずれが発生しやすい。
【０１１０】
そこで、本実施形態においては、テープ状部材を用いて交換用ユニット６００ａの仮固定が行なわれる。ただし、交換用ユニット６００ａの仮固定は、テープ状部材を用いて行なわれる場合に限られず、たとえば、交換用ユニット６００ａの反りを矯正しつつ、交換用ユニット６００ａを仮固定可能な治具などにより行なわれてもよい。
【０１１１】
図２０は、位置決めされた交換用ユニットがテープ状部材により仮固定された状態を示す平面図である。図２０に示すように、位置決めされた交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘと配線シート１００とに跨るように、テープ状部材９００が配置される。テープ状部材９００の一方の面は、接着性を有する接着面である。この接着面の接着力を利用して、上記の仮固定が行なわれる。
【０１１２】
本実施形態においては、図２０に示すように、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｚとは、３枚のテープ状部材９００で仮固定されている。３枚のテープ状部材９００のうちの１枚は、配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと配線シート１００Ｚの位置決め用マーク１６０Ｚとを覆うように配置されている。この位置に配置されたテープ状部材９００は、交換用ユニット６００ａの反りの影響をほとんど受けずに、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｚとを安定して位置決めしつつ、仮固定することができる。
【０１１３】
他の２枚のテープ状部材９００は、配線１４０の長手方向において配線シート１００Ｘの両端部近傍にそれぞれ配置されている。この２枚のテープ状部材９００は、交換用ユニット６００ａの反りを矯正しつつ、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｚとを仮固定している。
【０１１４】
同様に、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙとは、３枚のテープ状部材９００で仮固定されている。３枚のテープ状部材９００のうちの１枚は、配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと配線シート１００Ｙの位置決め用マーク１６０Ｙとを覆うように配置されている。この位置に配置されたテープ状部材９００は、交換用ユニット６００ａの反りの影響をほとんど受けずに、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙとを安定して位置決めしつつ、仮固定することができる。
【０１１５】
他の２枚のテープ状部材９００は、配線１４０の長手方向において配線シート１００Ｘの両端部近傍にそれぞれ配置されている。この２枚のテープ状部材９００は、交換用ユニット６００ａの反りを矯正しつつ、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙとを仮固定している。
【０１１６】
このように仮固定された状態では、配線シート１００Ｘの配線は、導電性材料６３０を挟んで配線シート１００の接続用配線１５０ｅに接続されている。
【０１１７】
テープ状部材９００を用いた交換用ユニット６００ａの仮固定においては、テープ状部材９００の接着面が大きな接着強度を有していなくても、テープ状部材９００の基材の剛性によって、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘを仮固定することができる。
【０１１８】
また、ラミネータ装置で真空圧着および加熱処理を行なう際に、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘに応力が負荷された場合、テープ状部材９００の接着面と配線シート１００Ｘとの接着面が容易に剥離する。そのため、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘに過度の応力が負荷されることがなく、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘの応力負荷による割れの発生が防止される。なお、ラミネータ装置での処理開始後にテープ状部材９００が剥離した場合には、その剥離後に、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙとの位置ずれは発生しない。
【０１１９】
これに対して、反りを有する交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘが接着剤などの樹脂材料により仮固定された場合には、反りを矯正しつつ仮固定される必要があるため、配線シート１００Ｘはエポキシ樹脂などにより配線シート１００に強固に接着される必要がある。
【０１２０】
しかしながら、配線シート１００Ｘが配線シート１００に強固に接着された場合、ラミネータ装置で真空圧着および加熱処理が行なわれる際に、配線シート１００Ｘに接合された裏面電極型太陽電池セル２００Ｘの一部に過度に応力が発生し、裏面電極型太陽電池セル２００Ｘに割れが発生する。
【０１２１】
よって、テープ状部材９００による仮固定のように、仮固定された配線シート１００Ｘと配線シート１００との間において所定の力以上の力が作用した際に、配線シート１００Ｘが配線シート１００に対して位置決めされた状態を維持しつつ、配線シート１００Ｘの配線が配線シート１００の配線から分離できるように仮固定されていることが好ましい。
【０１２２】
テープ状部材９００の基材としては、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレートおよびポリイミドなどが使用可能である。本実施形態においては、テープ状部材９００の基材として、封止材４２０を構成する封止材と同一の材料であるＥＶＡからなる透明樹脂を用いた。
【０１２３】
テープ状部材９００の基材としてＥＶＡ樹脂を用いた場合には、後述する、裏面側の封止材４２０ｙと裏面保護シート６４０ｂとが配置された後の真空圧着および加熱処理によって、テープ状部材９００と封止材４２０ｙとを一体化させることができる。
【０１２４】
テープ状部材９００と封止材４２０ｙとが一体化されることで、リワーク後の裏面電極型太陽電池モジュールを受光面側から見たときに、交換用ユニット６００ａの裏面電極型太陽電池セル２００Ｘと裏面電極型太陽電池セル２００Ｙ,２００Ｚとの間に見られるテープ状部材９００と封止材４２０ｙとの界面が無くなり、外観上好ましい。
【０１２５】
図２１は、位置決めされた交換用ユニットが変形例のテープ状部材により仮固定された状態を示す平面図である。図２１に示すように、本実施形態の変形例においては、位置決めされた交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘと配線シート１００とに跨るように、テープ状部材９１０が配置される。テープ状部材９１０は、封止材４２０ｙと同一の材料から形成されており、接着性を有していない。
【０１２６】
配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙ，１００Ｚとをテープ状部材９１０を介して仮固定するために、テープ状部材９１０の両端部をそれぞれテープ状部材９２０で配線シート１００Ｘまたは配線シート１００Ｙ，１００Ｚに固定する。テープ状部材９２０の一方の面は、接着性を有する接着面である。この接着面の接着力を利用して、上記の仮固定が行なわれる。テープ状部材９２０の基材としては、ポリプロピレン、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタレートおよびポリイミドなどが使用可能である。
【０１２７】
テープ状部材９１０の配置は、テープ状部材９００と同様である。このようにした場合にも、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙ，１００Ｚとを安定して位置決めしつつ、仮固定することができる。
【０１２８】
図２０または図２１に示す状態の裏面電極型太陽電池モジュールがラミネータ装置内に載置されて、真空圧着および加熱処理される。具体的には、ラミネータ装置においてヒータの設定温度を１２０℃として、２０分間だけ加熱および加圧した。なお、加熱および加圧時間としては、２分以上１２０分以下の範囲内で任意に設定することができる。その結果、封止材４２０ｘは、溶融して周囲の封止材４２０と一体化した後、熱硬化して透明基板４１０と交換用ユニット６００ａとを接着する。
【０１２９】
図２２は、交換用ユニットが透明基板に接着された状態を示す断面図である。図２２に示すように、交換用ユニット６００ａは、反りが矯正された状態で透明基板４１０に接着されている。
【０１３０】
図２３は、交換用ユニットの配線シートにおいて導電性材料と接している部分の絶縁性基材が除去された状態を示す断面図である。図２３に示すように、配線シート１００Ｘにおいて導電性材料６３０と接している接続部６５０は、絶縁性基材が除去されて配線のみになっている。
【０１３１】
その後、接続部６５０の配線に２５０℃まで加熱された半田ごてが押し当てられることにより、導電性材料６３０が溶融される。その結果、配線シート１００Ｘの配線と配線シート１００の配線とが導電性材料６３０により接続される。
【０１３２】
本実施形態においては、配線シート１００Ｘの接続部６５０において絶縁性基材が除去されているため、半田ごての熱が導電性材料６３０に効率よく伝導され、絶縁性基材が除去されていない場合と比較して、短時間で導電性材料６３０が溶融される。その結果、配線シート１００Ｘの配線と配線シート１００の配線とを効率よく接続することができる。ただし、出力および熱容量の大きな半田ごてが用いられる場合には、配線シート１００Ｘの接続部６５０において絶縁性基材が除去されていなくてもよい。
【０１３３】
図２４は、交換用ユニットが電気的に接続された裏面電極型太陽電池ストリングの裏面側に封止材および裏面保護シートが配置された状態を示す断面図である。図２４に示すように、裏面電極型太陽電池ストリングの裏面側に封止材４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｘと同一の材料であるＥＶＡ樹脂から形成された封止材４２０ｙが配置される。封止材４２０ｙの上面に裏面保護シート６４０ｂが配置される。
【０１３４】
裏面電極型太陽電池モジュールは、上記のように積層された状態でラミネータ装置内に載置され、真空圧着および加熱処理される。具体的には、ラミネータ装置においてヒータの設定温度を１２０℃として、５分間だけ加熱および加圧した。加熱されて封止材４２０ｙが、溶融した後、硬化することにより封止材４２０となり、交換用ユニット６００ａと電気的に接続された裏面電極型太陽電池ストリングが、封止材４２０により封止される。
【０１３５】
図２５は、リワークされた裏面電極型太陽電池モジュールの構成を示す平面図である。図２６は、図２５のＸＸＶＩ−ＸＸＶＩ線矢印方向から見た断面図である。なお、図２５においては、簡単のため、裏面保護シート６４０および封止材４２０を図示していない。
【０１３６】
図２５，２６に示すように、リワーク後の裏面電極型太陽電池モジュール７００においては、接合不良が存在した除去部分４３０に交換用ユニット６００ａが組み込まれて、複数の裏面電極型太陽電池セル２００と裏面電極型太陽電池セル２００Ｘとが電気的に直列に接続されている。また、作製時には、配線１４０の長手方向に反っていた交換用ユニット６００ａは、略平面状に裏面電極型太陽電池ストリング３００に組み込まれている。よって、裏面電極型太陽電池モジュール７００は、リワークされることによって、その厚さが厚くなることがない。
【０１３７】
本実施形態の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法においては、交換用ユニット６００ａと裏面電極型太陽電池ストリング３００とを電気的に接続する際に、交換用ユニット６００ａの下方に配置された封止材４２０ｙは、すでに硬化されて封止材４２０となっている。そのため、導電性材料６３０を加熱するために半田ごてから加えられた熱により、封止材４２０ｙが溶融することがない。よって、配線シート１００Ｘの配線と配線シート１００の接続用配線１５０ｅとを接続する際に、封止材４２０中に気泡が発生することが防止できる。その結果、リワーク後の裏面電極型太陽電池モジュール７００の封止材４２０中に気泡が含まれることが低減できるため、裏面電極型太陽電池セル２００，２００Ｘの耐久性が低下することを抑制することができる。
【０１３８】
なお、本実施形態においては、透明基板４１０と裏面保護シート６４０との間において、裏面電極型太陽電池ストリング３００が封止材４２０によって封止された構成の裏面電極型太陽電池モジュールついて説明したが、製造途中における、裏面電極型太陽電池ストリング３００が封止材４２０によって透明基板４１０に接着された構成のものについても同様にリワークが実施可能である。
【０１３９】
以下、本発明に係る裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法および裏面電極型太陽電池モジュールの実施形態２について図面を参照して説明する。
【０１４０】
実施形態２
本発明の実施形態２に係る裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法においては、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの配線と、配線シート１００の接続用配線１５０ｅとの接続が、半田ごてではなくラミネータ装置にて行なわれる。その際、交換用ユニット６００ａの反りは矯正されておらず、また、接続部６５０において、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの基材が除去されていない。それ以外の構成については、実施形態１と同様であるため説明を繰返さない。
【０１４１】
図２７は、交換用ユニットが位置決めされて配置された裏面電極型太陽電池モジュールがラミネータ装置内に載置された状態を示す断面図である。
【０１４２】
図２７に示すように、真空圧着および加熱処理が可能なラミネータ装置５００には、チャンバ５１０の内部の下部にヒータ５３０が設けられている。チャンバ５１０の内部の天井部に、ゴム膜５２０が形成されている。チャンバ５１０の内壁とゴム膜５２０とで囲まれて形成される空間部５４０は、内部の圧力が調節可能なように設けられている。チャンバ５１０の内部において、ヒータ５３０とゴム膜５２０とで囲まれて形成される処理部５５０に、被加熱処理物が配置される。
【０１４３】
ヒータ５３０の上部には、被加熱処理物が載置される図示しないステージが設けられている。ヒータ５３０とステージとは、熱的に分離された構造となっている。そのため、被加熱処理物をステージ上に載置しただけでは、ヒータ５３０の熱はほとんど被加熱処理物に伝達されない。被加熱処理物が加圧されることにより、ステージがヒータ５３０に押し付けられることによって、ヒータ５３０から熱がステージに伝わり、ステージの熱により被加熱処理物が加熱されるようになっている。
【０１４４】
図２７に示すように、位置決めされて配置された交換用ユニット６００ａは、ＥＶＡ樹脂からなる封止材４２０ｘ上に載置されている。交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘは、テープ状部材により配線シート１００に対して位置決めされて仮固定されている。
【０１４５】
テープ状部材は、交換用ユニット６００ａが封止材４２０ｘと接している位置である、交換用ユニット６００ａの反りの凸状部の位置に配置されている。言い換えると、実施形態１において、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｚとに跨るように配置されていた３枚のテープ状部材９００のうちの１枚が配置されていた、配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと配線シート１００Ｚの位置決め用マーク１６０Ｚとを覆う位置に、テープ状部材が配置されている。
【０１４６】
同様に、配線シート１００Ｘと配線シート１００Ｙとに跨るように配置されていた３枚のテープ状部材９００のうちの１枚は、配線シート１００Ｘの位置決め用マーク１６０Ｘと配線シート１００Ｙの位置決め用マーク１６０Ｙとを覆うように配置されている。
【０１４７】
上記のようにテープ状部材９００が配置されているため、交換用ユニット６００ａは反りが矯正されることなく、位置決めされて仮固定されている。そのため、配線の長手方向において、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの端部の配線と、導電性材料６３０が供給された配線シート１００の接続用配線１５０ｅとは離隔している。
【０１４８】
交換用ユニット６００ａの上方に、ＥＶＡ樹脂からなる封止材４２０ｂが配置されている。封止材４２０ｂの上方に、裏面保護シート６４０ｂが配置されている。
【０１４９】
この状態において、ラミネータ装置５００の加熱処理が開始される。具体的には、まず、ヒータ５３０の加熱温度が約１６０℃に維持される。ヒータ５３０により交換用ユニット６００ａを含む裏面電極型太陽電池モジュールの温度が、約６０℃以上約１００℃以下に保たれた状態で、空間部５４０が真空に維持されたまま、処理部５５０内が真空にされる。この状態にすることによって、交換用ユニット６００ａと封止材４２０ｘとの間の領域、および、交換用ユニット６００ａと封止材４２０ｙとの間の領域に、存在するボイド（気泡）が除去される。
【０１５０】
交換用ユニット６００ａは加熱されることにより、配線シート１００Ｘが配線１４０の長手方向に伸び始めるため、交換用ユニット６００ａの反りが小さくなってくる。
【０１５１】
図２８は、ラミネータ装置によって裏面電極型太陽電池モジュールを真空圧着し始める状態を示す断面図である。
【０１５２】
図２８に示すように、ラミネータ装置５００のゴム膜５２０より上側の空間部５４０が大気圧に開放される。処理部５５０内は真空に維持されているため、空間部５４０内と処理部５５０内の気圧差により、ゴム膜５２０は処理部５５０側に膨らむ。膨らんだゴム膜５２０は、裏面保護シート６４０ｙと接する。この状態において、交換用ユニット６００ａは、僅かに反った状態になっている。
【０１５３】
さらに、ゴム膜５２０が処理部５５０側に膨らむことにより、裏面保護シート６４０ｙから透明基板４１０までの部材をヒータ５３０に押し付けるように圧迫する。その結果、交換用ユニット６００ａは、下方の封止材４２０ｘと上方の封止材４２０ｙとに挟まれて略平面状となる。このとき、配線シート１００Ｘの配線は、導電性材料６３０を介して、配線シート１００の接続用配線と接続される。
【０１５４】
ヒータ５３０の熱がステージに伝導し、ステージに伝導した熱が交換用ユニット６００ａを含む裏面電極型太陽電池モジュールに伝導することにより、封止材４２０ｘおよび封止材４２０ｙは、加熱されて溶融された後、硬化されて封止材４２０となる。同時に、導電性材料６３０も加熱されて溶融されることにより、交換用ユニット６００ａの配線シート１００Ｘの配線と、配線シート１００の接続用配線１５０ｅとが、導電性材料６３０により接続される。その結果、図２６に示すように、交換用ユニット６００ａが裏面電極型太陽電池ストリング３００に組み込まれた状態で封止材４２０により封止される。ただし、本実施形態に係る裏面電極型太陽電池モジュールにおいては、接続部６５０における配線シート１００Ｘの絶縁性基材が除去されていないため配線が露出されていない。
【０１５５】
本実施形態の裏面電極型太陽電池モジュールのリワーク方法においては、交換用ユニット６００ａと裏面電極型太陽電池ストリング３００とが電気的に接続される際に、処理部内が真空に維持されているため、封止材４２０中に気泡が発生することが抑制される。
【０１５６】
その結果、リワーク後の裏面電極型太陽電池モジュールの封止材４２０中に気泡が含まれることが低減できるため、裏面電極型太陽電池セル２００，２００Ｘの耐久性が低下することを抑制することができる。
【０１５７】
また、導電性材料６３０の加熱と、封止材４２０ｘおよび封止材４２０ｙの加熱とを一工程で行なうことができるため、作業工数を削減して、裏面電極型太陽電池モジュールのリワークに要する製造コストを削減することができる。
【０１５８】
なお、今回開示した上記実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、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。
【符号の説明】
【０１５９】
１６，１４０  配線、１００，１００Ｘ，１００Ｙ，１００Ｚ  配線シート、１１０  絶縁性基材、１２０，１２０Ｙ，１２０Ｚ  ｎ型用配線、１２０ｅ  ｎ型用出力取出し配線、１３０，１３０Ｙ，１３０Ｚ  ｐ型用配線、１３０ｅ  ｐ型用出力取出し配線、１５０，１５０ｅ  接続用配線、１６０，１６０Ｘ，１６０Ｙ，１６０Ｚ  位置決め用マーク、２００，２００Ｘ，２００Ｙ，２００ａ，２００ｂ  裏面電極型太陽電池セル、２１０  シリコン基板、２２０  ｎ型不純物拡散領域、２３０  ｐ型不純物拡散領域、２４０，２４０ａ，２４０ｂ  ｎ型用電極、２５０，２５０ａ，２５０ｂ  ｐ型用電極、２６０  パッシベーション膜、２７０  反射防止膜、３００  裏面電極型太陽電池ストリング、４１０  透明基板、４２０，４２０ａ，４２０ｂ，４２０ｘ，４２０ｙ  封止材、４３０  除去部分、５００  ラミネータ装置、５１０  チャンバ、５２０  ゴム膜、５３０  ヒータ、５４０  空間部、５５０  処理部、６００ａ  交換用ユニット、６３０  導電性材料、６４０，６４０ｂ，６４０ｙ  裏面保護シート、６５０  接続部、７００，８００  裏面電極型太陽電池モジュール、９００，９１０，９２０  テープ状部材。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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