(57)【要約】【課題】太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池セルと回路基板とを導電性樹脂層を介して接続する場合に、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができるようにする。【解決手段】受光面２０ｂと反対側の裏面２０ｃに接続電極２０ａを有する太陽電池セル２０が基板部５５上のアルミニウム電極５３に電気的に接続された太陽電池モジュール５０の製造方法であって、接続電極２０ａに、導電性樹脂層を含む接続部材を貼り合わせて、表面に導電性樹脂層が位置する太陽電池セル組立体を形成する接続部材貼り合わせ工程と、太陽電池セル組立体の接続部材を、基板部５５のアルミニウム電極５３に押圧して、接続電極２０ａとアルミニウム電極５３とを電気的に接続する太陽電池セル接続工程と、を備える方法とする。【選択図】図１
2013207219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光面と反対側の表面にセル側接続電極を有する太陽電池セルが、回路基板上の回路基板側接続電極に電気的に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記セル側接続電極に、第１の導電性樹脂層を含む接続部材を貼り合わせて、表面に前記第１の導電性樹脂層が位置する太陽電池セル組立体を形成する接続部材貼り合わせ工程と、
前記太陽電池セル組立体の前記接続部材を、前記回路基板の前記回路基板側接続電極に押圧して、前記セル側接続電極と前記回路基板側接続電極とを電気的に接続する太陽電池セル接続工程と、
を備える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２】
前記接続部材の前記第１の導電性樹脂層の外形は、前記回路基板側電極における接続可能領域の内側に収まる形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記接続部材は、前記第１の導電性樹脂層と前記セル側接続電極との間に、第２の導電性樹脂層を介して１以上積層して設けられた金属層を備える
を備えることを特徴とする請求項１または２太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記金属層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記セル側接続電極および前記回路側接続電極の少なくとも一方は、アルミニウム箔によって形成されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
受光面と反対側の表面にセル側接続電極を有する太陽電池セルと、
回路基板と接続するため、前記セル側接続電極に貼り付けられ、前記回路基板と接続する表面に導電性樹脂層が位置する接続部材と、
を備えることを特徴とする太陽電池セル組立体。
【請求項７】
前記接続部材は、
金属層を複数有し、該金属層が導電性樹脂層を挟んで積層された
ことを特徴とする請求項６に記載の太陽電池セル組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池モジュールの製造方法、および太陽電池セル組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池セルにおいて発電された電気はその表面に張り巡らされたバスバーを通じて集約されている（特許文献１参照）。しかし、このバスバーは太陽電池セル表面の一部を覆い隠してしまうためその発電効率が下がってしまうという問題があった。
この問題を解決するために、例えば、特許文献２では、太陽電池セルのプラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルはセル裏面で接続することが可能であり、セル表面を覆い隠すことなく発電効率の低下を防止できる。
このような太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの裏面に配線パターンを有する金属箔を被着した積層体を、バスバーの代替の回路としてもちいており、これらの金属はその導電性の面から一般的に銅が用いられている。
しかしながら銅は高価であるため、配線に銅よりも安価であるアルミニウムをもちいることも提案されている。
ただし、太陽電池セルと配線を接合する際、従来は銀ペーストを使用しており、アルミニウムを使用することでその表面に生成された酸化膜によって銅よりも抵抗値が大きくなってしまうという問題や、アルミニウムと銀の電気化学列における電位差が非常に大きいことから、アルミニウムが腐食し最悪の場合、絶縁されてしまうという問題がある。
また、これを解決したとしてもさらに高価な銀を使用するという莫大なコストが必要とされる。
これらを解決するための方法として、太陽電池セルと配線とを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続する方法も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−０１１８６９号公報
【特許文献２】特開２００９−１１１１２２号公報
【特許文献３】特開２００９−３０２３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献３に記載の技術では、バックコンタクト方式の太陽電池セルを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続するため、アルミニウムの配線であっても、電気的に接続することが容易になるものの、アルミニウムの配線の全面に導電性材料を貼り合わせることは、無駄が多いという問題がある。
このため、アルミニウムの配線上において、太陽電池セル側の接続電極の配置位置に合わせて、導電性樹脂を貼り合わせることも考えられるが、太陽電池モジュールは、１モジュールあたりの大きさが約２ｍ角であり、これに含まれる太陽電池セル２０側の接続電極数は、一千箇所を超えることが多いため、導電性樹脂を貼り合わせるための貼り合わせ装置が巨大化してしまうという問題がある。
また、貼り合わせ収率がたとえ９９．９％であっても、太陽電池モジュール内に一箇所以上の不良電極が発生してしまう可能性があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルと回路基板とを導電性樹脂層を介して接続する場合に、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる太陽電池モジュールの製造方法、および太陽電池セル組立体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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、受光面と反対側の表面にセル側接続電極を有する太陽電池セルが、回路基板上の回路基板側接続電極に電気的に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、前記セル側接続電極に、第１の導電性樹脂層を含む接続部材を貼り合わせて、表面に前記第１の導電性樹脂層が位置する太陽電池セル組立体を形成する接続部材貼り合わせ工程と、前記太陽電池セル組立体の前記接続部材を、前記回路基板の前記回路基板側接続電極に押圧して、前記セル側接続電極と前記回路基板側接続電極とを電気的に接続する太陽電池セル接続工程と、を備える方法とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法において前記接続部材の前記第１の導電性樹脂層の外形は、前記回路基板側電極における接続可能領域の内側に収まる形状である方法とする。
とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、前記接続部材は、前記第１の導電性樹脂層と前記セル側接続電極との間に、第２の導電性樹脂層を介して１以上積層して設けられた金属層を備える方法とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、前記金属層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる方法とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法において、前記セル側接続電極および前記回路側接続電極の少なくとも一方は、アルミニウム箔によって形成されている方法とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明では、太陽電池セル組立体において、受光面と反対側の表面にセル側接続電極を有する太陽電池セルと、回路基板と接続するため、前記セル側接続電極に貼り付けられ、前記回路基板と接続する表面に導電性樹脂層が位置する接続部材と、を備える構成とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の太陽電池セル組立体において、前記接続部材は、金属層を複数有し、該金属層が導電性樹脂層を挟んで積層された構成とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の太陽電池モジュールの製造方法によれば、第１の導電性樹脂層が表面に位置する接続部材が貼り合わされた太陽電池セル組立体を形成して、この太陽電池セル組立体を回路基板側接続電極に接続するため、太陽電池セルと回路基板とを導電性樹脂層を介して接続する場合に、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができるという効果を奏する。
また、本発明の太陽電池セル組立体によれば、本発明の太陽電池モジュールの製造方法に用いることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
【図２】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【図３】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の接続部材貼り合わせ工程の模式的な工程説明図である。
【図４】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の太陽電池セル接続工程の工程説明図である。
【図５】本発明の実施形態の第１変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
【図６】本発明の実施形態の第２変形例および第３変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
【図７】本発明の実施形態の第４変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの構成について説明する。
図１は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。図２は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部の構成を示す模式的な断面図である。なお、各図面は模式図のため、形状や寸法は見やすいように誇張されている（以下の図面も同様）。
【００１６】
図１に示す太陽電池モジュール５０は、本実施形態の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールである。
太陽電池モジュール５０の概略構成は、発電のための光を受光する受光面２０ｂと反対側の裏面２０ｃに配線用の接続電極２０ａ（セル側接続電極）が複数設けられた太陽電池セル２０と、太陽電池セル２０を配線する基板部５５（回路基板）と、基板部５５および太陽電池セル２０を電気的に接続する接続部１０と、基板部５５および太陽電池セル２０上に積層されて太陽電池セル２０を封止する封止材３０と、封止材３０上に積層された透光性基板４０とを備える。
【００１７】
太陽電池セル２０は、受光面２０ｂから入射した光を光電変換して発電を行う半導体素子である。太陽電池セル２０の方式としては、裏面２０ｃに接続電極２０ａが設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルであれば、適宜の方式のものを採用することができる。なお、図１は模式図のため、図示を簡略化しているが、接続電極２０ａの個数は、２以上の適宜個数を必要に応じて設けることができる。
接続電極２０ａは、例えば、直径ｗ２０ａの円形に形成され、材質は、例えば、銀ペーストを焼成したものからなる。
また、太陽電池セル２０の平面視形状は、例えば平面視矩形状などの適宜形状を採用することができる。太陽電池セル２０は図示左右方向および図示奥行き方向に複数のものが隙間をあけて隣り合わせに配置されており、これにより、平面視格子状をなして配置されている。
太陽電池セル２０の平面視の大きさは、３０ｃｍ角程度のことが多い。このため、太陽電池セル２０の配列数は、太陽電池モジュール５０の大きさにもよるが、例えば、１枚の基板部５５に対して太陽電池セル２０が数十枚配列される場合が多い。この場合、１つの太陽電池セル２０に含まれる接続電極２０ａの個数は、多くても５０個程度であることが多い。
【００１８】
本実施形態の基板部５５は、図１に示すように、バックシート５４、基材５１、絶縁性接着剤層５２、アルミニウム電極５３（回路基板側接続電極）、およびソルダーレジスト５が、この順に積層されたものである。
【００１９】
バックシート５４は、基板部５５の積層方向における一方の外表面を構成して、基板部５５の内部、および太陽電池モジュール５０との内部に、水分や酸素等が侵入することを抑制するためのシート状部材である。このため、バックシート５４は、シールド材としてのバリア機能を有している。
バックシート５４の材質としては、水分や酸素に対する遮断性に優れた適宜の樹脂材料、アルミニウム箔、もしくはアルミニウム箔と適宜の樹脂との複合積層フィルムを使用することができる。
【００２０】
基材５１は、バックシート５４上に積層して形成され、絶縁性接着剤層５２を介してアルミニウム電極５３を支持する部材であり、本実施形態では、可撓性を有するシート状部材で構成される。また、基材５１は、電気絶縁性に優れる材料からなることが好ましい。
例えば、基材５１は、樹脂材料を、シート状もしくはフィルム状に形成したものを採用することができる。
基材５１の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ウレタン、エポキシ、メラミン、スチレンなどの樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を用いることが可能である。
また、基材５１の材料は、断熱性や弾力性や光学特性の制御のため、必要に応じて、有機フィラーまたは無機フィラー等を混入した材料を用いることも可能である。
また、基材５１は、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムや、上記の樹脂材料の層と、例えばアルミニウム箔等の金属箔とを積層させた複合積層フィルムを採用することも可能である。
また、例えば、上記の複合積層フィルムを用いる場合など、基材５１が太陽電池モジュール５０の外表面として必要な強度や水分や酸素の遮断性を有している場合には、バックシート５４を削除し、基材５１がバックシート５４の機能を兼ねる構成としてもよい。
【００２１】
絶縁性接着剤層５２は、基材５１の表面に、アルミニウム電極５３を固定するための層状部であり、例えば、硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤を硬化させることで形成されている。硬化型接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱硬化型接着剤、ＵＶ硬化型接着剤などを好適に採用できる。また、絶縁性接着剤層５２として段階硬化型でない接着剤層を用いても良い。
【００２２】
アルミニウム電極５３は、太陽電池セル２０を配線する配線パターンを形成するもので、太陽電池セル２０の接続電極２０ａの配置に応じて、適宜の平面視形状を備え、絶縁性接着剤層５２を介して、基材５１に積層され、基材５１と一体に接合されている。
アルミニウム電極５３の配線パターンとしては、本実施形態では、一例として、プラス電極とマイナス電極とに対応する櫛歯状パターン同士がそれぞれの櫛歯の間に貫入するように配置されたパターンを採用している。すなわち、アルミニウム電極５３は、図１の図示奥行き方向に細長い線状に延され、図１の図示左右方向にプラス電極とマイナス電極が交代に隣り合って配列されている。以下では、図１における図示奥行き方向をアルミニウム電極５３の長手方向、図示左右方向を短手方向と称する。
【００２３】
また、各アルミニウム電極５３の間の隙間、およびアルミニウム電極５３上において太陽電池セル２０の接続電極２０ａと対向可能な領域を除く一部の領域には、例えば、黒色の絶縁材料であるソルダーレジスト５が塗装されている。
ソルダーレジスト５は、各アルミニウム電極５３の間の隙間、およびアルミニウム電極５３上の幅方向の両端部を被覆している。これにより、太陽電池セル２０の接続電極２０ａと対向可能な位置に、凹穴部７が形成され、凹穴部７の穴底にアルミニウム電極５３が部分的に露出されている。
本実施形態では、凹穴部７は、一例として、深さｈ７、幅ｗ５３（ただし、ｗ５３＞ｗ２０ａ）で図示奥行き方向に延びる平面視矩形状の穴部である。これにより、凹穴部７の穴底に、幅ｗ５３で図示奥行き方向にわたって延びるアルミニウム電極５３が露出されている。
以下では、アルミニウム電極５３の形状、大きさについて説明する場合、特に断らなければ、接続電極として機能しうる、絶縁材料からの露出部分の形状や大きさを意味するものとする。
なお、アルミニウム電極５３の平面視の形状は、上記のような平面視矩形状の形状には限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形、多角形なども可能である。
【００２４】
アルミニウム電極５３の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を採用することができる。本実施形態では、アルミニウム箔が絶縁性接着剤層５２上に貼り付けられている。
【００２５】
接続部１０は、図２に示すように、アルミニウム電極５３から接続電極２０ａに向かって、導電性樹脂層３Ａ（第１の導電性樹脂層）、金属層４（接続部本体）、および導電性樹脂層３Ｂ（第２の導電性樹脂層）がこの順に積層されている。
なお、図２では、接続部１０の詳細構成を示すため、太陽電池モジュール５０の主要部の構成を描いており、例えば、封止材３０等の図示は省略している。
【００２６】
導電性樹脂層３Ａは、金属層４のアルミニウム電極５３側の表面と、アルミニウム電極５３とを接続するものであり、素子実装に使用される導電性接着剤もしくは導電性接着フィルムを使用することができる。
導電性樹脂層３Ａの一例としては、熱硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤に、導電性粒子を含有させた構成を挙げることができる。
導電性粒子としては、例えば、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、金粒子、ニッケル粒子、もしくは高分子粒子表面にこれらと同様な金属のめっきを施した粒子を挙げることができる。
また、導電性樹脂層３Ａを低コスト化するためには、安価な亜鉛粒子、ニッケル粒子もしくはその両方を含有することが望ましい。
特に、導電性樹脂層３Ａが、銀粒子、亜鉛粒子、ニッケル粒子を含有する場合、それぞれの剛性が高いため、例えば、アルミニウムや銅に押圧されると、これらの表面に形成されている酸化被膜が突き破られる。このため、酸化被膜が形成されていても容易に電気接続をとることができる。
【００２７】
導電性樹脂層３Ａの平面視の形状は、金属層４の表面を覆う形状としている。
導電性樹脂層３Ａの厚さｔ３Ａは、アルミニウム電極５３および金属層４に対して、良好な電気接続が可能となる厚さに設定する。このような電気接続に好適となる厚さは、含有される導電性粒子の粒径によっておよそ決まっている。すなわち、導電性樹脂層３Ａの厚さを含有する導電性粒子の粒径より大きくすると、導電性粒子が、金属層４とアルミニウム電極５３との表面の両方に接触する状態でなくなるため、導電性が得られない。
このため、導電性樹脂層３Ａの厚さｔ３Ａを変えて、接続部１０の積層方向の厚さを変更する自由度はきわめて少ない。例えば、導電性樹脂層３Ａとして可能な厚さは、１μｍ〜１０μｍ程度である。
金属層４は、接続方向（図１、２の上下方向）に直交する方向の外形が、アルミニウム電極５３、接続電極２０ａの平面視の外形より小さい形状を有している。
すなわち、金属層４では、図１、２に示す断面のみならず、金属層４の中心を通って接続方向に沿ういずれの断面においても、接続方向に直交する方向の幅ｗ４が、同断面のアルミニウム電極５３、接続電極２０ａの幅よりも小さくなっている。
これは、金属層４がアルミニウム電極５３、接続電極２０ａの幅よりも大きな幅を有すると接続されない部分の材料が無駄になるためである。また、金属層４の幅をアルミニウム電極５３、接続電極２０ａの幅よりも小さくしておけば、接続時に位置ずれが生じた場合にも、アルミニウム電極５３、接続電極２０ａからはみ出て隣り合う他の電極とショートする可能性を低減することができるためでもある。
このため、金属層４の接続方向に直交する方向の外形の形状、大きさは、アルミニウム電極５３、接続電極２０ａの形状、大きさと、接続時に発生しうる接続方向に直交する方向の位置ずれの大きさとに応じて予め決めておく。
本実施形態では、一例として、アルミニウム電極５３の短手方向の幅がｗ５３、接続電極２０ａの直径がｗ２０ａの円形であることに対応して、直径ｗ４（ただし、ｗ４＜ｗ５３、かつｗ４＜ｗ２０ａ）の円板状の部材を用いている。
【００２８】
金属層４は、金属箔シートや板材を切断して形成することができる。既製の部材では、必要な厚さが得られない場合には、既製の部材を削ったり、圧延したり、成膜したりして、厚さを加減してもよい。
また、複数枚のものをはんだづけ等によって接合して厚さを調整してもよい。
また、成膜により必要な厚さのシート材を形成してもよい。
金属層４は、金属または合金のみから構成されるため、厚さを増しても導電性が悪化することはない。
このように、金属層４の厚さに特に制限はなく、しかも変更が容易である。
【００２９】
金属層４の材質は、導電性を得られる金属または合金であれば、特に限定されず、例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、などから選択された金属、またはこれらを主成分とする合金を採用することが可能である。ただし、低コストや導電率の面から、銅、またはアルミニウム、またはアルミニウム合金を使用することがより好ましい。
本実施形態では、一例として、厚さｔ４のアルミニウム箔を採用している。
金属層４の厚さｔ４は、電極間距離ｈ１０が、凹穴部７の深さｈ７よりも大きい寸法になるようにしている。
【００３０】
導電性樹脂層３Ｂは、金属層４の接続電極２０ａ側の表面と、接続電極２０ａとを接続するものであり、導電性樹脂層３Ａと同様に、素子実装に使用される導電性接着剤もしくは導電性接着フィルムを使用することができる。すなわち、上記に例示した導電性樹脂層３Ａに好適な材質は、導電性樹脂層３Ｂにも採用することができる。
導電性樹脂層３Ａ、３Ｂの材質は、同一でもよいが、金属層４との電気接続性能を損なわない範囲であれば、それぞれアルミニウム電極５３、接続電極２０ａの電気接続のしやすさや耐久性等を考慮して、異なる材質を採用してもよい。
例えば、アルミニウム電極５３、接続電極２０ａの材質が異なる場合や、アルミニウム電極５３、接続電極２０ａとの接続部分の温度条件などが異なる場合などに、それぞれの接続部分の条件に応じて、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂの材質を変えることができる。
【００３１】
導電性樹脂層３Ｂの平面視の形状は、接続相手の接続電極２０ａおよび金属層４に対して、良好な電気接続が可能となる形状を採用することができる。
本実施形態では、一例として、図２に示すように、金属層４との接続部分における金属層４の外形と一致されている。ただし、接続電極２０ａの外形と一致する形状としてもよいことは、導電性樹脂層３Ａと同様である。
導電性樹脂層３Ｂの厚さｔ３Ｂは、接続電極２０ａおよび金属層４に対して、良好な電気接続が可能となる厚さに設定する。
【００３２】
封止材３０は、アルミニウム電極５３、および基板部５５の絶縁性接着剤層５２上で、太陽電池セル２０を封止して絶縁できれば、適宜の材質から構成することができる。封止材３０に好適な材質としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）フィルムを挙げることができる。
封止材３０をＥＶＡフィルムで構成する場合、太陽電池セル２０を挟み込むように２枚以上のＥＶＡフィルムを積層して、封止材３０を形成してもよい。
【００３３】
透光性基板４０は、入射光を太陽電池セル２０の受光面２０ｂに導くとともに、太陽電池モジュール５０において、バックシート５４と反対側の外表面を形成する部材である。本実施形態では、ガラスパネルを封止材３０の表面に接着した構成を採用している。
【００３４】
次に、このような構成の太陽電池モジュール５０の製造方法について、アルミニウム電極５３と接続電極２０ａとを接続する製造工程を中心に説明する。
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の接続部材貼り合わせ工程の模式的な工程説明図である。図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法の太陽電池セル接続工程の工程説明図である。
【００３５】
本実施形態における太陽電池モジュール５０の製造方法は、接続部材貼り合わせ工程と、太陽電池セル接続工程とを備え、これら工程を、この順に行う方法である。
【００３６】
接続部材貼り合わせ工程は、セル側接続電極である接続電極２０ａに、導電性樹脂層３Ａが表面に位置する接続部材を貼り合わせて太陽電池セル組立体を形成する工程である。
本工程では、まず、図３（ａ）に示すように、導電性樹脂層３Ａ、金属層４、導電性樹脂層３Ｂがこの順に積層された接続部材１６を形成する。図３（ａ）は、模式図のため、図示を省略しているが、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂの表面には、必要に応じて、適宜の剥離紙が貼り付けられている。
このような接続部材１６は、例えば、金属層４となるアルミニウム箔シートの表裏に、フィルム状の導電性樹脂層３Ａ、３Ｂを、ラミネートにより貼り合わせる方法や、液状の導電性樹脂をスクリーン印刷等によって塗布する方法などを用いて積層するなどの方法によりシート状の接続部材１６を形成した後、必要に応じて剥離紙を貼りあわせ、接着剤の露出を防ぎ、接続電極２０ａの大きさに対応した大きさに打ち抜き加工や、断裁を行って形成する。
【００３７】
次に、図３（ｂ）に示すように、導電性樹脂層３Ｂの図示略の剥離紙をはがした後に、各接続電極２０ａ上で導電性樹脂層３Ｂを向けた状態に接続部材１６を配置し、各接続部材１６を、導電性樹脂層３Ａ側を、例えば、剥離紙等の接合防止するシートで覆った状態で、接続電極２０ａに向かって押圧する。これにより、各接続部材１６をそれぞれが対応する接続電極２０ａに接合される。
すなわち、導電性樹脂層３Ｂに含まれる図示略の導電性粒子が、接続電極２０ａおよび金属層４との接触部分において、それぞれ接続電極２０ａおよび金属層４の表面に圧接され、接続電極２０ａおよび金属層４の表面を突き破って、内部に貫入する。
この結果、接続電極２０ａおよび金属層４の表面に酸化膜等の非導電性の層膜が形成されている場合でも、このような層膜を突き破って層膜下の導電性を有する部位に接触して導通部分が形成される。
また、導電性樹脂層３Ｂの接着力により、接続電極２０ａと金属層４とが接合される。
これにより、接続部材１６が、各接続電極２０ａに接続された太陽電池セル組立体２０Ａが形成される。
太陽電池セル２０は、例えば、３０ｃｍ角の矩形であり、接続電極２０ａの個数は、多くても５０個程度であるから、本工程では、太陽電池セル２０のすべての接続電極２０ａを同一の押圧治具で押圧したとしても、ほぼ不良を発生させることなく接合を行うことができる。このため、各接続電極２０ａ上に接続部材１６をそれぞれ配置して、これら接続部材１６を１つの押圧治具によって一度に押圧することが可能であり、効率的に貼り付けることができる。
以上で、接続部材貼り合わせ工程が終了する。
【００３８】
なお、本工程において、太陽電池セル組立体２０Ａは、単に接続部材１６を貼り合わせるのみとし、確実な導通が得られる程度に押圧しないことも可能である。この場合、電気的に接続するための押圧作業は、後述する太陽電池セル接続工程において導電性樹脂層３Ａとアルミニウム電極５３とを接合する際に、同時に行うことが可能である。
【００３９】
次に、太陽電池セル接続工程を行う。本工程は、太陽電池セル組立体２０Ａの接続電極２０ａを、基板部５５のアルミニウム電極５３に押圧して、接続電極２０ａとアルミニウム電極５３とを電気的に接続する工程である。
【００４０】
本工程では、まず、図４（ａ）に示す基板部５５を製造する。
例えば、基材５１上に絶縁性接着剤層５２を介して、配線パターンが未形成のアルミニウム箔をラミネート接着する。
次に、この積層体のアルミニウム箔の表面に、配線パターンに対応するレジストをパターニング形成し、薬液エッチングにより、レジストに被覆されていないアルミニウム箔をエッチングすることで除去して、アルミニウム電極５３の配線パターンを形成する。その後、配線パターン上のレジストを除去する。
この薬液エッチングの際、アルミニウムのエッチング液残渣が絶縁性接着剤層５２上に残存していた場合、電気マイグレーションの原因となるため、残渣除去の工程を入れることが望ましい。
このようにして、絶縁性接着剤層５２上に、アルミニウム電極５３が積層された状態となる。
【００４１】
次に、ソルダーレジストをアルミニウム電極５３に対応するようにパターン印刷を行ったり、前述のようにフォトリソグラフィーを行うことにより、アルミニウム電極５３の隙間および各アルミニウム電極５３の短手方向（図４（ａ）の図示左右方向）の両端部を覆うようにソルダーレジスト５を形成する。これにより、凹穴部７が形成され、凹穴部７の穴底にアルミニウム電極５３が露出される。
このようにして、基板部５５が形成される。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示すように、この基板部５５と、太陽電池セル組立体２０Ａとを、それぞれの導電性樹脂層３Ａと金属層４とが互いに対向するように配置し、太陽電池セル組立体２０Ａを、基板部５５側に向けて押圧する。
これにより、導電性樹脂層３Ａに含まれる図示略の導電性粒子がアルミニウム電極５３と、金属層４との接触部分において、それぞれアルミニウム電極５３および金属層４の表面に圧接され、アルミニウム電極５３および金属層４の表面を突き破って、内部に貫入する。
この結果、アルミニウム電極５３および金属層４の表面に酸化膜等の非導電性の層膜が形成されている場合でも、このような層膜を突き破って層膜下の導電性を有する部位に接触して導通部分が形成される。
また、導電性樹脂層３Ａの接着力により、アルミニウム電極５３と金属層４とが接合される。
また、太陽電池セル組立体２０Ａを形成する際に、金属層４と接続電極２０ａとが電気接続する程度に押圧しなかった場合にも、本工程の押圧によって、上記に説明したのと同様に、金属層４および接続電極２０ａが同時に電気的に接続される。
【００４３】
このようにして、基板部５５と太陽電池セル組立体２０Ａとが接合されるとともに、互いに電気的に接続される。
以上で、太陽電池セル接続工程が終了する。
本工程では、複数の太陽電池セル組立体２０Ａを同時に基板部５５と接続してもよいが、太陽電池セル組立体２０Ａを１個ずつ接続することが可能である。
【００４４】
次に、例えば、フィルム状の封止材３０および透光性基板４０を、基板部５５および太陽電池セル２０上に積層させて、積層ラミネート工程を行うことにより、太陽電池セル２０を封止するとともに、透光性基板４０を接着する。
以上で、太陽電池モジュール５０が製造される。
【００４５】
このような太陽電池モジュール５０によれば、接続部１０によって、太陽電池セル２０と基板部５５とが接続されているため、太陽電池セル２０と基板部５５とを電気的に接続する際に、従来使用していたはんだや、銀ペーストを使用せずに、その電気抵抗が小さい導通を得られる。
また、アルミニウム電極５３は表面に酸化膜が生じるため、はんだづけ等では特殊な処理が必要となるのに対して、本実施形態では、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂを用いることで、酸化膜除去のための表面処理等を行うことなく、良好に電気的な接続を行うことができる。このため、電気的な接続の工程が簡素化される。
また、金属層４によって電極間距離ｈ１０を容易に調整することができる。このため、例えば、ソルダーレジスト５等によって、電極間距離が大きく取る必要がある場合でも、容易に組み立てを行うことができる。
また、接続部１０が金属層４を導電性樹脂層３Ａ、３Ｂで挟み込む積層構成を採用しているため、柔軟性を備えた接合を行うことができる。このため、太陽光の熱による基板間の熱膨張による変形を吸収することができ、破損を防ぐことが可能になる。
【００４６】
また、本実施形態の太陽電池モジュール５０の製造方法では、太陽電池セル２０の接続電極２０ａに接続部材１６を貼り付けるため、接続に要する押圧作業を、太陽電池セル２０単位で行えばよい。このため、一回の押圧作業によって押圧すべき接続部材１６の個数が、太陽電池モジュール５０全体を押圧する場合に比べて数十分の一程度に低減されるため、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂにおける接続不良、接合不良が発生するおそれが格段に小さくなる。
また、接続、接合に要する押圧面積、押圧力が格段に小さくて済むため、押圧作業が容易となり、作業効率が良好となる。また、大型の貼り付け装置が不要となる。
このように本実施形態によれば、接続電極２０ａに接続部材１６が貼り合わせて、表面に導電性樹脂層３Ａが位置する太陽電池セル組立体２０Ａを形成して、この太陽電池セル組立体２０Ａをアルミニウム電極５３に接続するため、太陽電池セル２０と基板部５５とを導電性樹脂層３Ａを介して接続するときに、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる。
【００４７】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池セル組立体について説明する。
図５は、本発明の実施形態の第１変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
なお、図５では、図２と同様に、接続部１１の詳細構成を示すため、太陽電池モジュール６０の主要部の構成を描いており、例えば、封止材３０等の図示は省略している。
【００４８】
本変形例の製造方法は、図１、５に主要部を示す太陽電池モジュール６０を製造する方法である。
太陽電池モジュール６０は、上記実施形態の太陽電池モジュール５０の接続部１０に代えて、接続部１１を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００４９】
接続部１１は、図５に示すように、上記実施形態の接続部１０の金属層４に代えて、導電性樹脂層３Ａ側から順に、金属層４ａ、導電性樹脂層３Ｃ（第２の導電性樹脂層）、および金属層４ｂが積層された接続部本体１３を備える。
このため、接続部本体１３の導電性樹脂層３Ａ側の表面は、金属層４ａによって形成され、接続部本体１３の導電性樹脂層３Ｂ側の表面は、金属層４ｂによって形成されている。
【００５０】
金属層４ａ、４ｂの形状、材質は、上記実施形態における金属層４に好適な形状、材質と同様の形状、材質を採用することができる。すなわち、金属層４ａ、４ｂは、上記実施形態における金属層４と同一の形状、材質としてもよいし、金属層４と異なる形状、材質としてもよい。
例えば、金属層４ａ、４ｂを、金属層４と同様に、平面視円形の円板状とした場合に、それぞれの直径ｗ４ａ、ｗ４ｂ、厚さｔ４ａ、ｔ４ｂは、それぞれｗ４、ｔ４と同一または異なる寸法とすることができる。また、金属層４ａ、４ｂの間でも、互いの形状や材質を同一したり、互いに変えたりすることが可能である。
互いの形状や材質を変える場合、例えば、金属層４ａを導電性樹脂層３Ａ、アルミニウム電極５３の形状や材質に応じて、金属層４ｂを導電性樹脂層３Ｂ、接続電極２０ａの形状や材質に応じて、それぞれ好適な形状や材質に変更することができる。
【００５１】
導電性樹脂層３Ｃは、金属層４ａ、４ｂを電気的に接続するもので、金属層４ａ、４ｂの材質に応じて,適宜の導電性接着剤もしくは導電性接着フィルムを使用することができる。例えば、上記実施形態において導電性樹脂層３Ａ、３Ｂに好適となる材質として列挙した材質のうちから選択することができる。導電性樹脂層３Ｃの厚さｔ３Ｃは、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂと同程度の厚さが好適である。
【００５２】
このような構成の太陽電池モジュール６０は、上記実施形態の製造方法において、上記実施形態の接続部材１６、太陽電池セル組立体２０Ａに代えて、接続部材１９、太陽電池セル組立体２０Ｂを用いた本変形例の製造方法により、製造することができる。
接続部材１９は、上記実施形態の接続部材１６の金属層４に代えて、接続部本体１３を備える積層体である。すなわち、導電性樹脂層３Ａ、金属層４ａ、導電性樹脂層３Ｃ、金属層４ｂ、導電性樹脂層３Ｂがこの順に積層され、接続電極２０ａ、アルミニウム電極５３の形状に対応した適宜の平面視形状に形成されたものである。
このように、本変形例の製造方法は、接続部材１９および太陽電池セル組立体２０Ｂを用いる点のみが異なるため、本変形例の詳細は上記実施形態の説明から容易に理解することができる。このため、詳細説明は省略する。
【００５３】
本変形例の製造方法によれば、上記実施形態と同様に、太陽電池セル２０と基板部５５とを導電性樹脂層３Ａを介して接続するときに、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる。
また、本変形例では、接続電極２０ａと、アルミニウム電極５３との電極間距離ｈ１１は、導電性樹脂層３Ａ、３Ｂ、接続部本体１３の厚さの和、すなわち、ｔ３Ａ、ｔ４ａ、ｔ３Ｃ、ｔ４ｂ、ｔ３Ｂの和になっている。このため、厚さの変更が容易な金属層４ａ、４ｂの厚さｔ４ａ、ｔ４ｂの少なくとも一方を変更することで、電極間距離ｈ１１を容易に変更することができる。
このため、ソルダーレジスト５の高さｈ５が高い場合でも、太陽電池セル組立体２０Ｂの電気接続が容易となる。
接続部材１９は、接続部材１６に比べて、導電性樹脂層を多く含むため、外力に対する変形の容易さや柔軟性を向上することができる。このため、例えば、太陽電池セル２０内の各接続電極２０ａの整列度に誤差がある場合でも、接続部材１９の変形の範囲内であれば、誤差を吸収できるため、接合不良が起こる可能性をさらに低減することができる。
このような柔軟性は、金属層の積層数を増やすほど良好となる。
【００５４】
［第２、第３変形例］
次に、本実施形態の第２、第３変形例の太陽電池モジュールの製造方法について説明する。
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施形態の第２、第３変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
【００５５】
第２変形例の製造方法は、図６（ａ）に主要部を示す太陽電池モジュール７０を製造する方法である。
太陽電池モジュール７０は、上記実施形態の太陽電池モジュール５０からソルダーレジスト５を削除したものである。このため、本変形例の製造方法は、上記実施形態において、ソルダーレジスト５を形成する工程を行わない点のみが相違する。
したがって、上記実施形態と同様に、太陽電池セル２０とソルダーレジスト５を除く基板部５５とを導電性樹脂層３Ａを介して接続するときに、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる。
【００５６】
第３変形例の製造方法は、図６（ｂ）に主要部を示す太陽電池モジュール８０を製造する方法である。
太陽電池モジュール８０は、上記第１変形例の太陽電池モジュール６０からソルダーレジスト５を削除したものである。このため、本変形例の製造方法は、上記第１変形例において、ソルダーレジスト５を形成する工程を行わない点のみが相違する。
したがって、上記第１変形例と同様に、太陽電池セル２０と基板部５５とを導電性樹脂層３Ａを介して接続するときに、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる。
【００５７】
［第４変形例］
次に、本実施形態の第４変形例の太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池セル組立体について説明する。
図７は、本発明の実施形態の第４変形例の太陽電池モジュールの製造方法によって製造された太陽電池モジュールの主要部を示す模式的な断面図である。
【００５８】
第４変形例の製造方法は、図７に主要部を示す太陽電池モジュール９０を製造する方法である。
太陽電池モジュール９０は、上記第２変形例の太陽電池モジュール７０から金属層４、導電性樹脂層３Ｂを削除したものであり、接続電極２０ａとアルミニウム電極５３との間の電極間距離を、導電性樹脂層３Ａの厚さｔ３Ａで十分な場合に好適な例である。
このような構成の太陽電池モジュール９０は、上記第２変形例の製造方法において、接続部材１６に代えて、導電性樹脂層３Ａを太陽電池セル２０に貼り合わせて、太陽電池セル組立体２０Ｃを形成し、太陽電池セル組立体２０Ｃをソルダーレジスト５を除く基板部５５に接続することにより、製造する。
本変形例の製造方法は、接続部材として導電性樹脂層３Ａのみを用いた製造方法になっている点のみが、上記第２変形例と相違する。
したがって、上記第２変形例と同様に、太陽電池セル２０と基板部５５とを導電性樹脂層３Ａを介して接続するときに、容易かつ効率的に接続することができ、接続不良を低減することができる。
【００５９】
なお、上記各実施形態および各変形例の説明では、接続部本体が１つの金属層、または２つの金属層からなる場合の例で説明したが、接続部本体は、３つ以上の金属層を備える構成とすることができる。
【００６０】
また、上記実施形態および各変形例では、回路基板側接続電極がアルミニウム電極５３からなる場合の例で説明したが、回路基板側接続電極の材質は、導電性樹脂層３Ａによって接続が可能な適宜の金属または金属合金を採用することができる。例えば、銅、銀、金、ニッケル、錫等の材質を採用することができる。
【００６１】
また、上記実施形態および各変形例では、アルミニウム電極５３が細長い線状部を有する櫛歯状の配線パターンが形成された場合の例で説明したが、このようなアルミニウム電極５３上に、例えば、銅箔等の他の金属箔を貼り付けるなどして、接続電極２０ａに対向する位置において、アルミニウム電極５３よりも狭い領域に回路基板側接続電極を形成してもよい。
【００６２】
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
例えば、上記には、ソルダーレジスト５を有する場合と有しない場合の例を説明したが、一部にソルダーレジスト５を有する構成としてもよい。例えば、太陽電池セル２０の裏面側など受光面２０ｂの方から見えない位置では、太陽電池セル２０の外観を整える目的でのソルダーレジスト５は不要となるため、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
３Ａ  導電性樹脂層（第１の導電性樹脂層、接続部材）
３Ｂ、３Ｃ  導電性樹脂層（第２の導電性樹脂層）
４、４ａ、４ｂ  金属層
５  ソルダーレジスト
１０、１１  接続部
１３  接続部本体
１４、１６、１９  接続部材
２０  太陽電池セル
２０ａ  接続電極（セル側接続電極）
２０ｂ  受光面
２０ｃ  裏面
２０Ａ、２０Ｂ  太陽電池セル組立体
５０、６０、７０、８０、９０  太陽電池モジュール
５１  基材
５３  アルミニウム電極（回路基板側接続電極）
５５  基板部（回路基板）
【図１】
2013207219.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2013207219.tif 000007
【図６】
2013207219.tif 000008
【図７】
2013207219.tif 000009