(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が受光面電極と裏面電極を有し互いに隣接する複数の太陽電池セルと、隣接する各対の太陽電池セルの一方のセルの受光面電極と他方のセルの裏面電極とを直列接続する細長い板状のインターコネクタを備え、インターコネクタは受光面電極および裏面電極に接続される部分の少なくとも一方の厚さと幅が、一方のセルと他方のセルの間に位置する他の部分よりも厚く、かつ、狭い太陽電池モジュール。
【請求項２】
他の部分はプレス成型により受光面電極および裏面電極に接続される部分の少なくとも一方よりも厚さが薄く、かつ、幅が広く形成される請求項１に記載の太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽電池モジュールに関し、詳しくは、太陽電池モジュールにおいて、互いに隣接する太陽電池セルを直列接続するインターコネクタの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の太陽電池セルを直列接続してモジュール化する際に用いられるインターコネクタとしては、薄い金属板からなり、表面側電極と裏面側電極とを接続する中間部にノッチと呼ばれる切り込みが形成されたものが知られている（例えば、特開平４−２９８０８２号公報参照）。
このようなインターコネクタでは、ノッチが、太陽電池モジュールの各太陽電池セルに加わるストレスを吸収し、太陽電池モジュールの耐久性を向上させる。
【０００３】
また、各太陽電池セルを直列接続してモジュール化する際の工程を簡略化するために、Ｐ型半導体基板の受光面側にＰ型不純物拡散部とＮ型不純物拡散層を形成し、これらＰ型部分とＮ型層上ににそれぞれＰ型電極（プラス電極）とＮ型電極（マイナス電極）を配置した太陽電池セルも知られている（例えば、特開平９−１８０４３号公報参照）。
このような太陽電池セルでは、Ｐ型電極とＮ型電極がともに受光面側に配置されるので、モジュール化する際の接続作業が容易である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の太陽電池モジュールパネルでは、複数のシリコン太陽電池セルを直列接続してセルストリングス（セル列）を形成し、このセルストリングスを数本並べて直列または並列に接続し、透光性の樹脂で封止している。
【０００５】
太陽電池モジュールの特性を改善するには、太陽電池特性である開放電圧、短絡電流、曲線因子のうち、いずれか１つの値、もしくは複数の値を向上させる必要がある。
太陽電池特性のうち曲線因子は、直列抵抗を小さくすることにより改善できる。直列抵抗を下げるには、シート抵抗の低減や抵抗率の低い基板の使用が考えられるが、これらの方法では、短絡電流あるいは開放電圧の低下を招いてしまう。
【０００６】
そこで、インターコネクタの厚さを、一般的に用いられている１５０μｍ程度から３００μｍ程度にまで厚くすることにより、短絡電流、開放電圧を下げることなく曲線因子を向上させる手法の採用が考えられる。
しかしながら、太陽電池セルを接続するインターコネクタを３００μｍ程度まで厚くすると、インターコネクタの強度が強くなり過ぎてしまう。
インターコネクタの強度が強くなり過ぎると、隣接するセルを接続してモジュール化する際に大きなストレスが各太陽電池セルにかかり、太陽電池セルに割れや欠けなどの不具合が生じ易くなるという問題がある。
【０００７】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、太陽電池特性の向上を図りつつ、太陽電池セルの割れや欠けなどを防止できる太陽電池モジュールおよびそれを用いた太陽電池モジュールパネルの製造方法を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、各々が受光面電極と裏面電極を有し互いに隣接する複数の太陽電池セルと、隣接する各対の太陽電池セルの一方のセルの受光面電極と他方のセルの裏面電極とを直列接続する細長い板状のインターコネクタを備え、インターコネクタは受光面電極および裏面電極に接続される部分の少なくとも一方の厚さと幅が、一方のセルと他方のセルの間に位置する他の部分よりも厚く、かつ、狭い太陽電池モジュールを提供するものである。
【０００９】
つまり、この発明による太陽電池モジュールのインターコネクタは、受光面電極および裏面電極の少なくとも一方と接続される部分の厚さが厚くされ、その他の部分については相対的にその厚さが薄くされる。
このため、厚さの厚い部分によって太陽電池特性の向上を図りつつ、各セルに加わるストレスを厚さが薄く変形し易い部分で吸収し、太陽電池セルに生じる割れや欠けなどを防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明による太陽電池モジュールは、各々が受光面電極と裏面電極を有し互いに隣接する複数の太陽電池セルと、隣接する各対の太陽電池セルの一方のセルの受光面電極と他方のセルの裏面電極とを直列接続する細長い板状のインターコネクタを備え、インターコネクタは受光面電極および裏面電極に接続される部分の少なくとも一方の厚さと幅が、一方のセルと他方のセルの間に位置する他の部分よりも厚く、かつ、狭いことを特徴とする。
【００１１】
この発明において、太陽電池セルとしては、光電変換機能を有していればよく特に限定されないが、例えば、シリコン半導体、化合物半導体、有機半導体などからなる太陽電池セルを用いることができる。
【００１２】
また、受光面電極としては、例えば、太陽電池セルの受光面上に金属ペーストを所定パターンで印刷し焼成したものを用いることができる。受光面電極は細いサブ電極と太い主電極とから構成されていてもよい。
また、裏面電極としては、例えば、太陽電池セルの裏面全面に金属ペーストを塗布または印刷し焼成したものを用いることができる。裏面電極はその表面上に金属ペーストを所定パターンで印刷し焼成して形成された配線用電極をさらに備えていてもよい。
これら受光面電極および裏面電極は、ともに半田コーティングが施されていてもよい。
【００１３】
また、インターコネクタとしては、例えば、板状の金属からなるものを用いることができる。インターコネクタは半田コーティングが施されていてもよい。
【００２５】
【実施例】
以下にこの発明の実施例による太陽電池モジュールおよびそれを用いた太陽電池モジュールパネルの製造方法について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例および複数の参考例において、共通する部材には同じ符号を用いて説明する。
【００２６】
実施例
図１はこの発明の実施例による太陽電池モジュールの断面図、図２は図１に示される太陽電池モジュールの平面図、図３は実施例による太陽電池モジュールに用いられるインターコネクタのみを示す平面図、図４はインターコネクタの変形例を示す平面図、図５は図１および図２に示される太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルのみを示す斜視図、図６は図５に示される太陽電池セルの平面図、図７は図５に示される太陽電池セルの底面図である。
【００２７】
図１および図２に示されるように、実施例による太陽電池モジュール１００は、各々が受光面電極９と裏面電極６を有し互いに隣接する複数の太陽電池セル１３ａ，１３ｂと、隣接する各対の太陽電池セル１３ａ，１３ｂの一方のセル１３ａの受光面電極９と他方のセル１３ｂの裏面電極６とを直列接続する板状のインターコネクタ１０を備え、インターコネクタ１０は受光面電極９および裏面電極６に接続される接続部１０ａ，１０ｂの厚さが、中間部１０ｃの厚さよりも厚い。
【００２８】
つまり、実施例による太陽電池モジュール１００のインターコネクタ１０は、受光面電極９および裏面電極６と接続される接続部１０ａ，１０ｂの厚さが厚くされ、中間部１０ｃについては相対的にその厚さが薄くされる。
このため、厚さが厚い接続部１０ａ，１０ｂによって太陽電池特性の向上を図りつつ、各セル１３ａ，１３ｂに加わるストレスを厚さが薄く変形し易い中間部１０ｃで吸収し、太陽電池セル１３ａ，１３ｂに生じる割れや欠けなどを防止している。
【００２９】
インターコネクタ１０は半田コーティングが施された厚さ３００μｍ程度の銅板の一部をプレスし、プレスされた部分の幅を広げて厚さを薄くしたものである。
詳しくは、図３に示されるように、プレス済みのインターコネクタ１０は、プレスによって中間部１０ｃの幅が広げられるとともにその厚さが１５０μｍ程度まで薄くされている。
なお、インターコネクタ１０は、図４に示されるような形状であってもよい。図４に示されるインターコネクタ１０は、プレスによって接続部１０ｂおよび中間部１０ｃの幅が広げられるとともに、それらの部分の厚さが１５０μｍ程度まで薄くされている。
【００３０】
図５〜図７に示されるように、太陽電池セル１３は、受光面側にＰＮ接合を有するシリコン基板１と、シリコン基板１の受光面に形成された受光面電極９と、シリコン基板１の裏面に形成された裏面電極６を備えている。
受光面電極９は主電極７とサブ電極８とから構成され、主電極７とサブ電極８はともに銀からなり、それらの表面には半田コーティングが施されている。
一方、裏面電極６は、アルミからなるアルミペースト電極４と銀からなる配線用電極５とから構成され、配線用電極５の表面には半田コーティングが施されている。
なお、モジュール化される際、図３または図４に示されるインターコネクタ１０の接続部１０ａは、受光面電極９の主電極７と重なるように半田付けされ、接続部１０ｂは、裏面電極６の配線用電極５と重なるように半田付けされる。
【００３１】
以下、図１および図２に示される太陽電池モジュールの製造方法、並びに、作製された太陽電池モジュールを封止して太陽電池モジュールパネルを製造する方法について図８〜図１０に基づいて説明する。
図８は、太陽電池セルを作製する工程を示す工程図、図９は、作製された複数の太陽電池セルが直列接続され太陽電池モジュールとされた状態を示す平面図、図１０は太陽電池モジュールパネルの封止構造を示す説明図である。なお、作製された太陽電池セルをインターコネクタで直列接続する工程については図示を省略する。
【００３２】
まず、図８（ａ）に示されるように、シリコン基板１として平面寸法が約１２５ｍｍ角、厚さが約３００μｍ程度のＰ型多結晶シリコン基板を用意する。
このシリコン基板１を濃度３％程度のＮａＯＨ溶液に浸し、スライシングのダメージ層を除去する。
【００３３】
次に、シリコン基板１の裏面にＴＧ溶液、表面にＰＳＧ溶液をそれぞれ塗布し、約８７０℃で約２０分間の熱処理を施すことにより不純物拡散を行う。
続いて、常圧ＣＶＤ法により、反射防止膜となるＴｉＯ2膜３を表面に堆積する。
これにより図８（ｂ）に示されるように、シリコン基板１の全面にＮ拡散層２およびＴｉＯ2膜３が形成される。
【００３４】
次に、図８（ｃ）に示されるように、シリコン基板１の裏面全面にアルミペーストを印刷または塗布し、焼成して裏面電極６を形成する。
次に、基板１の表面と裏面の裏面電極６上に銀ペーストをスクリーン印刷法によってそれぞれ所定のパターン（表面については図６を、裏面については図７を参照）で印刷する。
続いて、シリコン基板１の表面および裏面にそれぞれ印刷された銀ペーストを焼成し、さらにそれらの表面にディップ法により半田コーティングを施し受光面電極９および配線用電極５をそれぞれ形成し、太陽電池セル１３を完成させる。
【００３５】
次に、インターコネクタ１０を、その接続部１０ａ，１０ｂが、セル１３ａの主電極７とセル１３ｂの配線用電極５にそれぞれ重なるよう回り込ませ（図１参照）、重なった部分を半田付けして複数の太陽電池セルが直列接続され横一列に並んだセルストリングスを作製する。
次に、図９に示されるように、作製されたセルストリングスを６本並べ、これらセルストリングスを半田コーティングを施した銅板からなるバスバー１６を用いて直列接続し、さらに電力取り出し用の端子線１７を取り付けて太陽電池モジュール１００を完成させる。
【００３６】
その後、作製された太陽電池モジュール１００を封止して太陽電池モジュールパネル１１０を完成させるが、その封止構造は図１０に示される通りであり、封止工程は以下のような工程となる。
まず、太陽電池モジュール１００の表面および裏面に、受光面電極９と配線用電極５の配置に合わせて予め裁断したシート状のＥＶＡ樹脂（第１樹脂層）１２ａを受光面電極９と配線用電極５によって規定された凹部に嵌め込み、太陽電池モジュール１００の表面および裏面を平坦化する。
【００３７】
次に、バックフィルム１４上に、シート状のＥＶＡ樹脂（第２樹脂層）１２ｂ、平坦化済みの太陽電池モジュール１００、シート状のＥＶＡ樹脂（第２樹脂層）１２ｂ、白板強化ガラス１１の順で積層する。
その後、上記のように積層された積層体をラミネータと呼ばれる熱処理装置にセットし、真空脱泡後、加熱・硬化させて太陽電池モジュール１００を封止し、太陽電池モジュールパネル１１０を完成させる。
【００３８】
なお、太陽電池モジュールパネル１１０の封止構造は、図１１に示されるような封止構造であってもよい。
この場合、太陽電池モジュール１００の封止工程は以下のような工程となる。
まず、作製された太陽電池モジュール１００をシート状のＥＶＡ樹脂（第１樹脂層）１２ａで挟み込み、加熱・硬化させて太陽電池モジュール１００の表面および裏面を平坦化する。
【００３９】
次に、バックフィルム１４上に、シート状のＥＶＡ樹脂（第２樹脂層）１２ｂ、平坦化済みの太陽電池モジュール１００、シート状のＥＶＡ樹脂（第２樹脂層）１２ｂ、白板強化ガラス１１の順で積層する。
その後、上記のように積層された積層体をラミネータと呼ばれる熱処理装置にセットし、真空脱泡後、加熱・硬化させて太陽電池モジュール１００を封止し、太陽電池モジュールパネル１１０を完成させる。
【００４０】
参考例１
図１２はこの発明の参考例１による太陽電池モジュールを示す断面図、図１３は図１２に示される太陽電池モジュールの平面図である。
図１２および図１３に示されるように、参考例１による太陽電池モジュール２００は、実施例と異なる構造を有するインターコネクタ２１０を用いて隣接する太陽電池セル１３ａ，１３ｂを直列接続したものである。
【００４１】
詳しくは、インターコネクタ２１０は、半田コーティングを施した厚さ１５０μｍ程度の銅板からなる従来通りのインターコネクタの接続部２１０ａ，２１０ｂに半田コーティングが施された金属板２１５ａ，２１５ｂをそれぞれ重ね、接続部２１０ａ，２１０ｂの厚さを擬似的に増したものである。
【００４２】
従って、インターコネクタ２１０は、その作製にあたって、実施例１のようにプレスを用いる必要がなく、所望の部分に金属板を重ねるだけで擬似的に厚さを増すことができ作製が容易である。
その他の点については、上述の実施例１による太陽電池モジュール１００（図１および図２参照）と同じである。
【００４３】
参考例２
図１４はこの発明の参考例２による太陽電池モジュールを示す断面図、図１５は図１４に示される太陽電池モジュールの平面図である。
図１４に示されるように、参考例２による太陽電池モジュール３００は、実施例および参考例１と異なる構造を有するインターコネクタ３１０を用いて隣接する太陽電池セル１３ａ，１３ｂを直列接続したものである。
【００４４】
詳しくは、インターコネクタ３１０は、板状の第１および第２要素３１０ａ，３１０ｂと、第１および第２要素３１０ａ，３１０ｂの間に挟まれてそれらを互いに接続する第３要素３１０ｃとから構成されている。
第１および第２要素は、ともに半田コーティングを施した厚さ３００μｍ程度の銅板からなり、第３要素は半田からなっている。
【００４５】
第１要素３１０ａはセル１３ａの受光面電極９と接続されてその一部がセル１３ｂの方へ延出し、第２要素３１０ｂはセル１３ｂの裏面電極６と接続されてその一部がセル１３ａの方へ延出し、第１および第２要素３１０ａ，３１０ｂの延出した部分の間に第３要素３１０ｂが挟まれている。
【００４６】
従って、インターコネクタ３１０は、セル１３ａ，１３ｂを接続する際に、上述の実施例および参考例１によるインターコネクタ１０，２１０のように、一方のセルと他方のセルへ無理に回り込ませる必要がなく、接続に際してストレスをセルに与えない。
このため、太陽電池特性に影響する第１および第２要素３１０ａ，３１０ｂの厚さを所望の厚さとして、太陽電池特性の向上を図ることができる。
また、第３要素３１０ｃが、通常の太陽電池モジュールパネルにおいて必要となるスペーサの役割を兼ね、パネル化する際にスペーサを不要とすることもできる。
その他の点については、上述の実施例による太陽電池モジュール（図１および図２参照）と同じである。
【００４７】
【発明の効果】
この発明によれば、インターコネクタは、受光面電極および裏面電極の少なくとも一方と接続される部分の厚さと幅が、一方のセルと他方のセルの間に位置する他の部分よりも厚く、かつ、狭くされるので、厚さが厚くかつ幅の狭い前記接続部分によって太陽電池特性の向上を図りつつ、各セルに加わるストレスを厚さが薄く変形し易い他の部分で吸収し、太陽電池セルに生じる割れや欠けなどを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施例による太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図２】  図１に示される太陽電池モジュールの平面図である。
【図３】  この発明の実施例による太陽電池モジュールに用いられるインターコネクタのみを示す平面図である。
【図４】  インターコネクタの変形例を示す平面図である。
【図５】  この発明の実施例による太陽電池モジュールを構成する太陽電池セルのみを示す斜視図である。
【図６】  図５に示される太陽電池セルの平面図である。
【図７】  図５に示される太陽電池セルの底面図である。
【図８】  図５に示される太陽電池セルを作製する工程を示す工程図である。
【図９】  作製された複数の太陽電池セルが直列接続され太陽電池モジュールとされた状態を示す平面図である。
【図１０】  作製された太陽電池モジュールを封止して太陽電池モジュールパネルとする工程を示す工程図であり、太陽電池モジュールパネルの封止構造を示している。
【図１１】  作製された太陽電池モジュールを封止して太陽電池モジュールパネルとする工程を示す工程図であり、図１０に示される封止構造の代替例を示している。
【図１２】  この発明の参考例１による太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図１３】  図１２に示される太陽電池モジュールの平面図である。
【図１４】  この発明の参考例２による太陽電池モジュールを示す断面図である。
【図１５】  図１４に示される太陽電池モジュールの平面図である。
【符号の説明】
６・・・裏面電極
９・・・受光面電極
１０・・・インターコネクタ
１０ａ，１０ｂ・・・接続部
１０ｃ・・・中間部
１３ａ，１３ｂ・・・太陽電池セル
１００・・・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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【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】
0003888939.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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