(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持基板に第１の導電膜、光起電力層となる半導体層、第２の導電膜が形成され、前記第２の導電膜を樹脂封止材で被覆し、前記樹脂封止材に設けられた開口部を介して第２の導電膜と配線タブが接続される太陽電池モジュールの製造方法において、前記樹脂封止材を、前記第２の導電膜との間に電解銅箔を挟み込んだ状態で硬化すると共に、前記開口部を前記電解銅箔を露出するように設け、前記配線タブを前記開口部から露出する前記電解銅箔に半田によって接続することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【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、特に太陽電池モジュールの電力取り出し部分の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境問題への関心の高まりと共に、太陽光発電システムへの関心が高まっている。これらいわゆる電力用太陽光発電システムは長期間屋外で使用されることから、従来民生用と呼ばれていた室内使用を前提とした小電力用の太陽電池の形態とは異なり、太陽電池パネル、いわゆる太陽電池モジュールの設計、製造には注意を払う必要がある。
【０００３】
一般的な太陽電池装置は、ガラス基板上に、透明導電膜、内部にｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉからなる非晶質半導体層及び裏面金属電極膜をこの順序で積層して形成されている。そして、これら太陽電池装置を屋外の屋根などに設置して電力用として用いるために、裏面金属電極膜上に、水がしみ込まないよう、防水・防湿のためのエポキシ系樹脂コートが施されている。
【０００４】
また、太陽電池モジュールから電力を取り出すためには、太陽電池装置の電極に対して配線を接続する必要がある。そこで、電力取り出し且つ上記の封止の目的を達成するために、通常、配線タブと呼ばれる帯状の配線材料が用いられる。
【０００５】
従来の太陽電池モジュールの太陽電池部分の構造を図５に示す。この太陽電池装置は、ガラス基板１上に、透明導電膜２、内部にｐｉｎ接合を有するａ−Ｓｉからなる非晶質半導体層３及び裏面金属４がこの順序で積層形成されている。そして、太陽電池モジュールを形成する際には、一部に開口部６を有し、裏面電極４が露出するようにエポキシ系樹脂封止材料をスクリーン印刷によって塗布し、加熱処理することによって硬化させて樹脂コート５を設ける。この樹脂コート５は、太陽電池装置の裏面電極４の保護層の役割を果たす。そして、裏面電極４側の電極取り出し部分については、開口部６から露出した裏面電極４に対して配線タブを半田付けすることにより、電気的に接続する。
【０００６】
また、住宅用に太陽電池モジュールを用いる場合には、屋根材として太陽電池モジュールを使用する用途がある。かかる用途の場合、樹脂コートの裏面側に更に補強や耐火性の目的からエチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）等の封止材を用いて金属板を接着している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した配線タブを太陽電池装置の構成材料である電極に接続する際には、その電極材料の半田への濡れ性が不十分なために、例えば、電極表面を機械的に荒らした上で、手作業で一ヶ所ごとに半田付けすることが必要となる。このため、製造時における生産性の低下、人件費コストの上昇により、製品コストを押し上げる大きな要因となっていた。
【０００８】
また、裏面樹脂コート５の厚みは１５μｍ程度である。また、配線タブの厚みは４０〜８０μｍ程度である。この構造において、上記したように、補強や耐火性の目的から金属板に貼り付けるタイプの太陽電池モジュールの場合、配線タブの半田部の盛り上がりは少なくとも１ｍｍ以下である必要がある。なぜなら、半田部が盛り上がっていると、エチレンビニールアセテート（ＥＶＡ）等の封止材を用いて金属板を接着した際などにそこの箇所で絶縁不良を起こす可能性が高くなるからである。
【０００９】
一方、従来の方法では、高温対応の半田を電極上につけてその上に脂入り半田を少量載せ、半田付きのタブを載せて上から押さえつけて配線タブをつけている。この作業において、高温対応の半田を下地におくのは信頼性の向上のためである。すなわち、半田付きタブを手作業で押さえつけるときに溶けないようにするためである。
【００１０】
このように、従来太陽電池モジュール構造では、裏面電極と半田の濡れ性が良くないため、超音波半田ごて等の手法を用いる必要があり、作業が煩雑なものであった。
【００１１】
そこで、この発明は、面倒な配線作業を自動化も可能なものとし、生産性向上、製造コスト削減が可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記問題点を解決するために、支持基板に第１の導電膜、光起電力層となる半導体層、第２の導電膜が形成され、前記第２の導電膜を樹脂封止材で被覆し、前記樹脂封止材に設けられた開口部を介して第２の導電膜と配線タブが接続される太陽電池モジュールの製造方法において、前記樹脂封止材を、前記第２の導電膜との間に電解銅箔を挟み込んだ状態で硬化すると共に、前記開口部を前記電解銅箔を露出するように設け、前記配線タブを前記開口部から露出する前記電解銅箔に半田によって接続することを特徴とする。
【００１４】
表面処理された金属箔は、半田に対する濡れ性が良いため、手作業による半田付によらなくても、熱圧着によって容易に電気的接続が取れる。従って、太陽電池モジュール製造が容易になり、自動化も可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。この実施の形態で形成した太陽電池モジュールは、ガラス基板型アモルファスシリコン太陽電池を用いて構成した太陽電池モジュールである。
【００１６】
その構造は太陽電池部分に関しては図１に示すように、ガラス基板１上に表面透明電極２が形成される。そして、ｐ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ３１、真性（ｉ型）ａ−Ｓｉ：Ｈ３２、ｎ型ａ−ＳｉＣ：Ｈ３３からなる非晶質半導体層３がプラズマＣＶＤ法などにより形成される。非晶質半導体層３上に裏面電極４が設けられる。
【００１７】
この実施の形態においては、表面透明電極２の材料としては、酸化錫（Ｓｎ０2）を、裏面電極４の材料としては、銀（Ａｇ）を用いている。
【００１８】
この発明の太陽電池モジュールの構造を図２及び図３に示す。図２は斜視図、図３は図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【００１９】
図２及び図３に示すように、裏面電極４と樹脂コート材料５の間に、厚さ２００ミクロンの電解金属として電解銅箔７を挟み込み、従来構造と同様に、一部に開口部６を持たせ、裏面電極４と樹脂コート材料の間に挟まれた電解銅箔７が露出するようにして、樹脂コート材料を硬化させて、樹脂コート５を形成している。電解銅箔７は微視的に見ると表面形状が凹凸となっており、半田に対する濡れ性が非常によい。そのため、配線タブについている半田が溶けるのに必要な熱を加えて電解銅箔７に押しつけるだけで、容易に電気的接続が取れる。すなわち、熱圧着で両者の電気的接続が得られる。
【００２０】
ここで、電解金属とは、電鋳法で作製された銅、ニッケル、鉄等の厚さ１０〜５００μｍ程度の金属箔、またはこれらの合金からなる金属箔のことである。この実施形態では、電鋳法で作製された電解銅箔を用いた。
【００２１】
電鋳法とは、例えば「湿式プロセスハンドブック」（財団法人新世代研究所、１９９６年３月２２日発行、ｐ１０８〜１２３）に記載されている如く、一般に電解浴にドラムを浸漬し、ドラム上に厚く金属を電析させ、その電析物をドラムより剥離させて、それを製品、または複製物とする方法である。電鋳法で銅箔を作製する場合、電鋳法に利用される銅電解液は、一般に２００ｇ／ｌの硫酸銅を含む酸性硫酸銅である。この酸性硫酸銅を満たした電解浴のなかに、チタン、ステンレス鋼などで作られたドラムを一部浸し、そのドラム表面上に電析させ、それを連続的に剥離して帯状の銅箔を製造する。陽極には不溶性陽極（鉛、アンチモン）を用い、電解浴中の銅イオンの減少は銅を化学的に溶解させて補給することによって行われる。
【００２２】
このような電鋳法で作製された電鋳箔は圧延による箔と異なり、結晶が面に対して垂直に生成されるため、電鋳法で作成された電解金属には、十点平均粗さ（Ｒｚ）０．１〜１０μｍ程度の凹凸形状が形成される。
【００２３】
この電鋳法においては、使用する電解液を変えることにより、ニッケル、鉄を同様に作成できる。例えば、ニッケルはスルファミン酸ニッケルを用いた電解浴中にドラムを浸漬して形成でき、また鉄は塩化第一鉄やスルファミン酸第一鉄を用いた電解浴中にドラムを浸漬して形成することができる。
【００２４】
この発明により、太陽電池モジュール一枚当たりの配線タブ付け作業時間は、例えば約９０cm×３０ｃｍの太陽電池モジュールでは従来平均で３分かかっていたものが、機械的に一括で行えるため１５秒程度と大幅に短縮できる。又、太陽電池モジュールの性能についても、信頼性試験の結果、従来のものと比較して何ら遜色ないことが確認できる。
【００２５】
裏面に耐火・補強のために金属板を設ける場合は、図４に示すように、上記のように熱圧着により、電解銅箔７に配線タブ１１を接続した裏面側にＥＶＡからなるシート１２を載置し、減圧下で熱プレスを施すことにより、金属板１３と一体化される。
【００２６】
上記した作業においても、この発明によれば、半田接続部分を薄くすることができ、絶縁不良などの発生が低減する。また、手作業でなく機械化が可能になることにより、低温で溶ける半田を用いることができる。このため、下地の太陽電池へのダメージの低減、スループットの向上などの利点もある。
【００２７】
なお、上記した実施の形態については、ガラス基板型アモルファスシリコン太陽電池モジュールの裏面電極側の取り出し部に本発明を用いた例を示したが、全く同様にして表面電極側の電極取り出し部分にも適用することが可能である。
【００２８】
また、金属基板・フィルム基板などを用いた、いわゆるサブストレート型の太陽電池モジュールの電極取り出し部分に適用することももちろん可能である。
【００２９】
さらには、太陽電池構成材料はアモルファスシリコンに限ったことではなく、アモルファスシリコンゲルマニウム、アモルファスシリコンカーバイド、あるいは微結晶シリコン、微結晶シリコンゲルマニウムなどの非単結晶シリコン系材料を用いた太陽電池モジュールに関しても、効果は全く同様である。
【００３０】
同様に、裏面電極材料として、ＡｌやＴｉ、Ｍｏ等のような材料であっても、本発明の効果は変わらない。又、本実施の形態では、最も簡便に手にはいる電解銅箔を用いた例を挙げたが、その他の金属箔、例えばニッケル箔等でもその効果は同等である。
【００３１】
【発明の効果】
以上から明らかなように、本発明に従って、太陽電池モジュールの電極取り出し部分の製造時の生産性を大幅に向上することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の太陽電池モジュールの太陽電池部分を示す断面図である。
【図２】この発明の太陽電池モジュールを示す斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。
【図４】この発明の太陽電池モジュールを金属板と一体化する場合を示す斜視図である。
【図５】従来の太陽電池モジュールの太陽電池部分の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  ガラス基板
２  表面透明電極
３  非晶質半導体層
４  裏面電極
５  樹脂コート
６  開口部
７  電解銅箔
【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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