(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って順に配列されかつ互いに直列接続されたＮ個のセルを含むセルストリング構造の製造方法において、
各々が対応する前記セルを固定するために用いられかつ前記第１方向に沿って順に配列されたＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の布置エリアを有する第１粘着層を提供することと、
前記布置エリアごとに、対応する前記セルが配置されることと、
前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面には、隣り合う前記布置エリアに跨って、隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第１導線が敷設されることと、
前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に第２粘着層が設けられ、かつ前記第１導線が前記第２粘着層と前記セルとの間に位置されることと、
前記第１粘着層、前記第１導線、前記セルおよび前記第２粘着層を互いに固定するように、圧着処理を行うことと、
を含み、
各前記セルは、受光面の向きが同じであり、前記第１導線は、順に接続されている受光導線、接続導線およびバックライト導線を含み、
前記第１導線を敷設するステップは、
前記受光導線を前記セルの受光面に敷設し、前記受光面が前記第１粘着層から離れるようになされることと、
隣り合う前記布置エリアの前記第１粘着層の表面に前記バックライト導線が位置するように、前記接続導線を折り曲げることと、を含む、
ことを特徴とするセルストリング構造の製造方法。
【請求項２】
前記第１粘着層がホットメルトを含み、前記第２粘着層がホットメルトを含み、前記圧着処理が加熱処理を含んでおり、
あるいは、前記第１粘着層がＵＶ硬化型接着剤を含み、前記第２粘着層がＵＶ硬化型接着剤を含み、前記圧着処理が紫外線照射処理を含んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルストリング構造の製造方法。
【請求項３】
前記受光導線は密集グリッド線であり、前記受光面は、間隔をあけて配列された複数本のサブグリッド線をさらに有し、かつ、前記サブグリッド線は、前記密集グリッド線と交差して接触しており、
前記サブグリッド線の表面に前記第２粘着層を設けることをさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルストリング構造の製造方法。
【請求項４】
前記セルごとに、前記受光面に８〜３２本の前記受光導線が間隔をあけて敷設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルストリング構造の製造方法。
【請求項５】
隣り合う前記セルの前記受光面は、向きが逆となっており、
前記布置エリアに前記セルを配置する前に、前記布置エリアの前記第１粘着層の表面に、隣り合う前記布置エリアに跨って隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第２導線が敷設されることを、さらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルストリング構造の製造方法。
【請求項６】
前記セルストリング構造は、頭尾両端にそれぞれ位置する第１セルおよび第Ｎセルを含み、
前記セルストリング構造の製造方法は、さらに、
前記第１セルを配置する前に、前記第１粘着層に、前記第１粘着層と前記第１セルとの間に位置しかつ前記第１セル以外の領域まで延びる頭部導線が敷設されることと、
前記第Ｎセルを配置した後、前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に、前記第Ｎセル以外の領域まで延びる尾部導線が敷設され、かつ、前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に、前記第２粘着層が設置されることと、
少なくとも２本のバスバーを形成し、一方の前記バスバーが、前記頭部導線の前記第１セル以外まで延びる領域に接触して接続され、他方の前記バスバーが、前記尾部導線の前記第Ｎセル以外まで延びる領域に接触して接続され、かつ、前記バスバーの延伸方向が前記第１方向と異なるように設置されることと、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のセルストリング構造の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法により製造されたセルストリング構造を提供することと、
第１基板、第１封止層、前記セルストリング構造、第２封止層、および第２基板を順に積層して設け、積層構造を形成することと、
前記積層構造をラミネート処理し、かつ、前記ラミネート処理において前記第１導線と前記セルとが電気的に接続されていることと、
を含むことを特徴とする光起電力モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記ラミネート処理に用いるプロセス温度は、前記第１導線の融点温度以上である、
ことを特徴とする請求項７に記載の光起電力モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記第１導線は、はんだコアと、前記はんだコアを取り囲む合金層とを有するとともに、前記ラミネート処理に用いるプロセス温度は、前記合金層の融点温度よりも高い、
ことを特徴とする請求項８に記載の光起電力モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記ラミネート処理におけるプロセス温度と前記融点温度との差は、３０℃以下である、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の光起電力モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記ラミネート処理に用いるプロセス圧力は、−５０ｋＰａ〜２００ｋＰａである、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の光起電力モジュールの製造方法。
【請求項１２】
前記融点温度は、１００℃〜１６０℃である、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の光起電力モジュールの製造方法。
【請求項１３】
セルストリング構造であって、
第１方向に沿って順に配列されたＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の布置エリアを含む第１粘着層と、
各セルが対応する前記布置エリアに設けられたＮ個のセルと、
前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に敷設され、かつ隣り合う前記布置エリアに跨って隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第１導線と、
前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に設けられる第２粘着層であって、前記第１導線が前記第２粘着層と前記セルとの間に位置され、前記第１粘着層、前記第１導線、前記セル及び前記第２粘着層が互いに固定されるようになされる第２粘着層と、を備え、
前記セルストリング構造は、頭尾両端にそれぞれ位置する第１セルおよび第Ｎセルを備え、
前記セルストリング構造は、さらに、
前記第１粘着層と前記第１セルとの間に位置しかつ前記第１セル以外の領域まで延びる頭部導線と、
前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に位置しかつ前記第Ｎセル以外の領域まで延びる尾部導線と、かつ、前記第２粘着層が前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面にも設置され、
少なくとも２本のバスバーであって、一方の前記バスバーが、前記頭部導線の前記第１セル以外まで延びる領域に接触して接続され、他方の前記バスバーが、前記尾部導線の前記第Ｎセル以外まで延びる領域に接触して接続され、かつ、前記バスバーの延伸方向が前記第１方向と異なるように設置される少なくとも２本のバスバーと、を備える、
ことを特徴とするセルストリング構造。
【請求項１４】
前記第１方向において、Ｎ個の前記セルの総長さと前記第１粘着層の長さとの差の絶対値は、１００ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のセルストリング構造。
【請求項１５】
前記第１方向において、前記第２粘着層の長さと前記セルの長さとの差の絶対値は、６０ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のセルストリング構造。
【請求項１６】
前記第１粘着層は、支持層と、前記支持層と前記セルとの間に位置する接着層と、を含み、
前記第２粘着層は、単層構造である、
ことを特徴とする請求項１３に記載のセルストリング構造。
【請求項１７】
順に積層して設けられた第１基板、第１封止層、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のセルストリング構造、第２封止層、および第２基板を含む、ことを特徴とする光起電力モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力の分野に関し、特に、セルストリング構造及び光起電力モジュール並びにそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギー欠乏および環境悪化などの問題が顕在化するにつれて、太陽エネルギーはクリーンな再生可能エネルギー源としてますます注目を集めている。光起電力モジュールは、再生可能な太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。
【０００３】
光起電力モジュールは通常、複数のセルストリング構造からなり、セルストリング構造は通常、複数のセルが直列接続されることで形成される。複数のセルを直列接続してセルストリング構造を形成するプロセスは、セルのインターコネクションプロセス（Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ  ｐｒｏｃｅｓｓ）と称される。光起電力モジュールの性能の良否は、セルのインターコネクションプロセスの成熟度に関している。
【０００４】
しかしながら、現状のセルのインターコネクションプロセスはまだ改良しようとする箇所があり、光起電力モジュールの性能向上が要請されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、セルのインターコネクションプロセスを最適化して光起電力モジュールの性能を向上させるセルストリング構造及び光起電力モジュール並びにそれらの製造方法を提供する。
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の実施例は一種のセルストリング構造の製造方法を提供し、第１方向に沿って順に配列されかつ互いに直列接続されたＮ個のセルを含むセルストリング構造の製造方法において、各々が対応する前記セルを固定するために用いられかつ前記第１方向に沿って順に配列されたＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の布置エリアを有する第１粘着層を提供することと、前記布置エリアごとに、対応する前記セルが配置されることと、前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面には、隣り合う前記布置エリアに跨って隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第１導線が敷設されることと、前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に第２粘着層が設けられ、かつ前記第１導線が前記第２粘着層と前記セルとの間に位置されることと、前記第１粘着層、前記第１導線、前記セルおよび前記第２粘着層を互いに固定するように、圧着処理を行うことと、を含む。
【０００７】
また、前記第１粘着層がホットメルトを含み、前記第２粘着層がホットメルトを含み、前記圧着処理が加熱処理を含んでおり、あるいは、前記第１粘着層がＵＶ硬化型接着剤を含み、前記第２粘着層がＵＶ硬化型接着剤を含み、前記圧着処理が紫外線照射処理を含んでいる。
【０００８】
また、各前記セルは、受光面の向きが同じであり、前記第１導線は、順に接続されている受光導線、接続導線およびバックライト導線を含み、前記第１導線を敷設するステップは、前記受光導線を前記セルの受光面に敷設し、前記受光面が前記第１粘着層から離れるようになされることと、隣り合う前記布置エリアの前記第１粘着層の表面に前記バックライト導線が位置するように、前記接続導線を折り曲げることと、を含む。
【０００９】
また、前記受光導線は密集グリッド線であり、前記受光面は、間隔をあけて配列された複数本のサブグリッド線をさらに有し、かつ、前記サブグリッド線は、前記密集グリッド線と交差して接触しており、前記サブグリッド線の表面に前記第２粘着層を設けることをさらに含む。
【００１０】
また、前記セルごとに、前記受光面に８〜３２本の前記受光導線が間隔をあけて敷設されている。
【００１１】
また、隣り合う前記セルの前記受光面は、向きが逆となっており、前記布置エリアに前記セルを配置する前に、前記布置エリアの前記第１粘着層の表面に、隣り合う前記布置エリアに跨って隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第２導線が敷設されることを、さらに含む。
【００１２】
また、前記セルストリング構造は、頭尾両端にそれぞれ位置する第１セルおよび第Ｎセルを含み、前記セルストリング構造の製造方法は、さらに、前記第１セルを配置する前に、前記第１粘着層に、前記第１粘着層と前記第１セルとの間に位置しかつ前記第１セル以外の領域まで延びる頭部導線が敷設されることと、前記第Ｎセルを配置した後、前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に、前記第Ｎセル以外の領域まで延びる尾部導線が敷設され、かつ、前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に、前記第２粘着層が設置されることと、少なくとも２本のバスバーを形成し、一方の前記バスバーが、前記頭部導線の前記第１セル以外まで延びる領域に接触して接続され、他方の前記バスバーが、前記尾部導線の前記第Ｎセル以外まで延びる領域に接触して接続され、かつ、前記バスバーの延伸方向が前記第１方向と異なるように設置されることと、を含む。
【００１３】
本発明の実施例は、一種の光起電力モジュールの製造方法も提供し、前記の製造方法により製造されたセルストリング構造を提供することと、第１基板、第１封止層、前記セルストリング構造、第２封止層、および第２基板を順に積層して設け、積層構造を形成することと、前記積層構造をラミネート処理し、かつ、前記ラミネート処理において前記第１導線と前記セルとが電気的に接続されていることと、を含む。
【００１４】
また、前記ラミネート処理に用いるプロセス温度は、前記第１導線の融点温度以上である。
【００１５】
また、前記第１導線は、はんだコアと、前記はんだコアを取り囲む合金層とを有するとともに、前記ラミネート処理に用いるプロセス温度は、前記合金層の融点温度よりも高い。
【００１６】
また、前記ラミネート処理におけるプロセス温度と前記融点温度との差は、３０℃以下である。
【００１７】
また、前記ラミネート処理に用いるプロセス圧力は、−５０ｋＰａ〜２００ｋＰａである。
【００１８】
また、前記融点温度は、１００℃〜１６０℃である。
【００１９】
本発明の実施例は、一種のセルストリング構造も提供し、第１方向に沿って順に配列されたＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の布置エリアを含む第１粘着層と、各セルが対応する前記布置エリアに設けられたＮ個のセルと、前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に敷設され、かつ隣り合う前記布置エリアに跨って隣り合う２つの前記セルを電気的に接続するための第１導線と、前記セルにおける前記第１粘着層から離れた表面に設けられる第２粘着層であって、前記第１導線が前記第２粘着層と前記セルとの間に位置され、前記第１粘着層、前記第１導線、前記セル及び前記第２粘着層が互いに固定されるようになされる第２粘着層と、を備える。
【００２０】
また、前記セルストリング構造は、頭尾両端にそれぞれ位置する第１セルおよび第Ｎセルを備え、前記セルストリング構造は、さらに、前記第１粘着層と前記第１セルとの間に位置しかつ前記第１セル以外の領域まで延びる頭部導線と、前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面に位置しかつ前記第Ｎセル以外の領域まで延びる尾部導線と、かつ、前記第２粘着層が前記第Ｎセルにおける前記第１粘着層から離れた表面にも設置され、少なくとも２本のバスバーであって、一方の前記バスバーが、前記頭部導線の前記第１セル以外まで延びる領域に接触して接続され、他方の前記バスバーが、前記尾部導線の前記第Ｎセル以外まで延びる領域に接触して接続され、かつ、前記バスバーの延伸方向が前記第１方向と異なるように設置される少なくとも２本のバスバーと、を備える、
【００２１】
また、前記第１方向において、Ｎ個の前記セルの総長さと前記第１粘着層の長さとの差の絶対値は、１００ｍｍ以下である、
【００２２】
また、前記第１方向において、前記第２粘着層の長さと前記セルの長さとの差の絶対値は、６０ｍｍ以下である。
【００２３】
また、前記第１粘着層は、支持層と、前記支持層と前記セルとの間に位置する接着層と、を含む。
【００２４】
本発明の実施例は一種の光起電力モジュールも提供し、順に積層して設けられた第１基板、第１封止層、前記のセルストリング構造、第２封止層、および第２基板を含む。
【００２５】
本発明の実施例により提供される技術案は、従来技術と比較して以下の利点がある。
【００２６】
本発明の実施例は、第１導線でセルを直接電気的に接続するものであり、フレキシブル電気的接続層をプリフォームすることなくセル同士のインターコネクションをを実現することができる。また、第１粘着層と第２粘着層とは、圧着処理後に第１導線の位置を固定して第１導線とセルとを固定することができ、高温溶接プロセスによる導線とセルとの固定が不要となり、溶接プロセスによるプロセス不良のリスクを低減することができる。従って、本発明の実施例によれば、セルストリング構造の性能を向上させ、セルストリング構造の生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減することができる。
【００２７】
また、第１導線における受光導線は密集グリッド線であり、かつ、セルの受光面上に８〜３２本の受光導線が間隔をあけて敷設されており、受光導線の数が多いので、電流輸送経路の低減、内部損失の降下に有利であり、セルストリング構造の性能がさらに改善され、それにより光起電力モジュールの性能が改善される。
【００２８】
また、第２粘着層はセルの受光面に設けられ、第２粘着層は単層構造であってもよいので、第２粘着層により吸収される光量を減らすことに有利であり、これにより、より多くの光がセルに吸収されることを確保し、セルの光利用効率を高め、さらにセルストリング構造および光起電力モジュールの性能をより改善する。
【００２９】
また、本発明の実施例では、第１導線とセルとの電気的な接続をラミネート処理により実現するので、溶接によるインターコネクション技術を必要とせず、溶接応力や溶接高温によるセルストリング構造への悪影響を回避し、光起電力モジュールの溶接応力を低減し、光起電力モジュールの性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
一つ又は複数の実施例は、対応する添付の図面における図で例示的に説明されるが、これらの例示的な説明は、実施例を限定するものではなく、特に断りのない限り、添付の図面における図は縮尺に制限されない。
【００３１】
【図１】図１は、一種のインターコネクション技術における各工程に対応する構成を示す図である。
【図２】図２は、一種のインターコネクション技術における各工程に対応する構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図９】図９は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の他の実施例に係るセルストリング構造の製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の他の実施例に係る光起電力モジュールの製造方法に対応する構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
背景技術から分かるように、セルのインターコネクションプロセスはまだ改良しようとする箇所があり、光起電力モジュールの性能向上が要請されている。
【００３３】
解析したところ、その要因は以下の通りであることがわかった。即ち、従来の光起電力モジュールでは、溶接リボンで溶接することによって光起電力モジュール内部のセル同士のインターコネクションが実現されているが、このようなインターコネクションプロセスには、溶接温度が高すぎたり、溶接応力が大きくなりすぎたりするなどの問題がある。
【００３４】
光起電力モジュールへの溶接による悪影響を回避するために、現在ではＳｍａｒｔ  ｗｉｒｅインターコネクション技術と呼ばれるインターコネクション技術が出ている。図１〜図２を参照する。図１〜図２は、一種のインターコネクション技術における各工程に対応する構成を示す図であり、図１は、フレキシブル電気的接続層の断面図である。Ｓｍａｒｔ  ｗｉｒｅインターコネクション技術は、以下の通りである。
【００３５】
図１を参照して、フレキシブル電気的接続層３４をプリフォームするが、フレキシブル電気的接続層３４は、接着層３１および支持層３２からなる２層構造ポリマーペースト膜と金属ワイヤ３３とをホットプレス処理して作製されたものである。
【００３６】
なお、フレキシブル電気的接続層３４の製造過程において、接着層３１の製造装置への接着を防止するために、接着層３１と製造装置とを隔離するように支持層３２を用いる必要があるため、フレキシブル電気的接続層３４は２層構造とならなければならない。しかしながら、その後にフレキシブル電気的接続層３４がセルの受光面に敷設されると、２層構造はセルの光吸収率の低下を招きやすい。
【００３７】
図２を参照して、フレキシブル電気的接続層３４を独立したフレキシブル電気的接続層ユニットに断裁した後、セル３０を２つ直列繋ぎにする。後でホットプレスなどによりセルストリング構造を製作し、セルストリング構造における頭尾のフレキシブル電気的接続層３４を特殊処理することにより、金属ワイヤ３３を露出させて後続の作業でのバスバーとの接続を容易にし、電流の収集を行う。
【００３８】
Ｓｍａｒｔ  ｗｉｒｅインターコネクション技術は、ストリング溶接工程を取り消すものの、フレキシブル電気的接続層３４をプリフォームし、フレキシブル電気的接続層３４を断裁する必要がある。また、セルストリング構造における頭尾のフレキシブル電気的接続層３４は、特殊処理を経る必要があり、このように、プロセスの複雑さが増え、量産の潜在的なボトルネックも発生する。Ｓｍａｒｔ  ｗｉｒｅインターコネクション技術は、通常の溶接方式と大きく異なるので、従来の溶接装置では、Ｓｍａｒｔ  ｗｉｒｅインターコネクション技術によるセルストリング構造の製造を満足できないため、フレキシブル電気的接続層の生産設備の開発などの新たな設備の開発が必要となるが、新たな設備の開発には失敗リスクがあり、さらに生産コストの増加も招く。
【００３９】
上記課題を解決するために、本発明の実施例は一種のセルストリング構造の製造方法を提供し、布置エリアが対応するセルを固定するために用いられる第１粘着層を提供することと、各布置エリアには、対応するセルが配置されることと、セルにおける第１粘着層から離れた表面に、隣り合う２つのセルを電気的に接続するための第１導線が敷設されることと、セルにおける第１粘着層から離れた表面に、第２粘着層が設けられることと、第１粘着層、第１導線、セルおよび第２粘着層を互いに固定するように、圧着処理を行うことと、を含む。本発明の実施例は、第１導線でセルを直接電気的に接続するものであり、フレキシブル電気的接続層をプリフォームすることなくセル同士のインターコネクションを可能とし、フレキシブル電気的接続層の生産装置を使用する必要はない。また、溶接によるインターコネクション技術が不要となるため、溶接応力および溶接高温によるセルストリング構造への悪影響を回避できる。また、第１粘着層と第２粘着層とは、圧着処理後に第１導線の位置を固定することができ、第１導線がセルの表面に固定して敷設される。従って、本発明の実施例によれば、セルストリング構造の性能を向上させ、セルストリング構造の生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減することができる。
【００４０】
本発明の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、図面を参照して本発明の各実施例について詳細に説明する。しかしながら、当業者にとっては、読者に本願をよりよく理解させるように、本発明の各実施例において多くの技術的細部が提案されているが、これらの技術的細部や、以下の各実施例に基づく種々の変更や補正がなくても、本願が保護を要求しようとする技術案を実現できることが理解できる。
【００４１】
本発明の一実施例は、一種のセルストリング構造の製造方法を提供し、図３〜図１１は、本実施例に係るセルストリングの製造方法における各工程に対応する構成を示す図であり、以下、図面を参照して具体的に説明する。
【００４２】
図３を参照して、第１粘着層１１が提供され、第１粘着層１１は、第１方向Ｘに沿って順に配列されたＮ個の布置エリアＡを有し、各布置エリアＡは、対応するセルを固定するために用いられ、且つＮは１より大きい正の整数である。
【００４３】
第１粘着層１１は、Ｎ個のセルを布置するために用いられ、各セルは、対応する布置エリアＡに位置されている。
【００４４】
本実施例において、第１粘着層１１はホットメルトであり、かつ、後続の圧着処理は加熱処理を含む。ホットメルトは、良好な熱接着性及び熱安定性を有するため、一定の温度条件下で、後に敷設された第１導線、頭部導線及び尾部導線とセルとを密着して一体構造とすることができる。さらに、後続のラミネート過程における、第１導線、頭部導線および尾部導線とセルとの電気的な接続効果にも優れる。
【００４５】
好ましくは、第１粘着層１１の材料は、ホットメルト性能を有するシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アクリル、アイオノマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、およびエチレン−酢酸ビニルのうちの１種または複数種であってもよい。
【００４６】
他の実施例において、第１粘着層はＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）硬化型接着剤であってもよく、後続の圧着処理は紫外線照射処理を含む。紫外光の照射によって、第１粘着層が硬化するとともに、セルを第１導線、頭部導線および尾部導線に密着させることができる。
【００４７】
好ましくは、第１粘着層の材料は、ＵＶ硬化性能を有するシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アクリル、ポリビニルブチラール、およびポリカーボネートのうちの１種または複数種であってもよい。
【００４８】
本実施例において、第１粘着層１１は、順に積層設置された接着層１１１と支持層１１２とを含む２層構造であり、接着層１１１は、支持層１１２と後続的に設けられたセルとの間に位置している。
【００４９】
具体的には、接着層１１１は、良好な延伸性および接着性を有し、接着の効果を高めることができ、接着層１１１の材料は、上述したホットメルトまたはＵＶ硬化型接着剤とすることができる。一方、支持層１１２は、良好な熱安定性を有し、後続の圧着処理において接着層１１１を保護することができ、接着の効果をより一層高めることができ、支持層１１２の材料はポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル及びポリカーボネート、ナイロン等の材質のいずれかでもよい。
【００５０】
第１方向Ｘに対する垂直方向において、第１粘着層１１の総厚さは、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍであり、例えば、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍである。第１粘着層１１の総厚さが上記の範囲内にある場合、セルストリング構造の総厚さを小さい範囲に保つことができるとともに、第１粘着層１１が、破損の発生を回避するのに十分な機械的強度を有する。具体的には、接着層１１１の厚さは、５０μｍ〜３００μｍとすることができ、例えば、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍであり、支持層１１２の厚さは、５０μｍ〜３００μｍとすることができ、例えば、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍである。
【００５１】
なお、第１粘着層１１を敷設する際には、接着層１１１はセルの一側を向く必要があり、支持層１１２はセルから離れる側を向く必要がある。
【００５２】
第１方向Ｘにおいて、第１粘着層１１の長さは、製造すべきセルストリング構造の長さの値と略等しい。第１粘着層１１の長さとセルの長さとの差が小さいと、第１粘着層１１とセルとの接触面積を大きくすることができ、接着のがっちりさを向上させることができる。さらに、第１方向Ｘにおいて、Ｎ個のセルの合計の長さと第１粘着層１１の長さとの差の絶対値は、１００ｍｍ以下である。第１方向Ｘにおいて、Ｎ個のセルの合計の長さは、第１粘着層１１の長さよりも長くてもよく、第１粘着層１１の長さと等しくてもよく、第１粘着層１１の長さよりも短くてもよいと理解できる。
【００５３】
本実施例において、セルストリング構造の製造を容易にするために、敷設定盤を提供することができ、敷設定盤に第１粘着層１１が設けられ、かつ、敷設定盤と第１粘着層１１との間に離型フィルムが設けられている。セルストリング構造を形成した後、離型フィルムを除去する。離型フィルムは、第１粘着層１１が敷設定盤に貼り付くことを防止するように、敷設定盤と第１粘着層１１とを隔離することに用いられる。
【００５４】
具体的には、離型フィルムの使用温度が１２０〜３００℃であり、離型フィルムの離型力が５Ｇ〜５０Ｇであり、離型フィルムの厚さが２５μｍ〜３００μｍである。離型フィルムは、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、延伸ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、又はポリスチレンを基材とする片面又は両面離型フィルムであってもよい。
【００５５】
図４を参照して、各布置エリアＡには、対応するセル１０が配置される。
【００５６】
本実施例において、セル１０はＮ型電池であり、例えば全固体電極コンタクト電池、ヘテロ接合電池、あるいはパッシベーションコンタクト電池であってもよい。その他の実施例において、セルはＰ型電池であってもよい。なお、上述のセルのタイプは単なる一例に過ぎなく、本実施例はセルの具体的なタイプを制限するものではない。
【００５７】
本実施例において、セル１０は一体片（ｆｕｌｌ  ｐｉｅｃｅ）である。他の実施例において、セルは分割片であり、分割片は２〜１２分割片のいずれかであってもよい。
【００５８】
セル１０の表面は、光の反射率を低減させるために、少なくとも一層の電気伝導性反射防止光学透明膜層（図示せず）及び／又は絶縁反射防止光学透明膜層（図示せず）を有する。
【００５９】
さらに、先ず、１番目の布置エリアＡにはセル１０が配置され、すなわちセルストリング構造は、先頭に位置する第１セル１０１を含む。
【００６０】
第１セル１０１を配置する前に、第１粘着層１１に頭部導線１２が敷設され、頭部導線１２は、第１粘着層１１と第１セル１０１との間に位置し、かつ第１セル１０１以外の領域まで延びている。
【００６１】
頭部導線１２の具体的な敷設方法は、複数本の頭部導線１２の一端を治具で固定し、固定された一端を第１粘着層１１以外の領域に位置させ、ガイドレールで第１粘着層１１に複数本の頭部導線１２を平行に敷設し、ガイドレールによって頭部導線１２の末端を１つ目の布置エリアＡの末端に牽引すると、再び挟角で固定する。これにより、複数本の頭部導線１２を第１粘着層１１上に平行かつ均一に配列することができる。
【００６２】
その後に、バスバーを用いて、頭部導線の第１セル１０１以外まで延びる領域に接触して接続し、セルストリング構造の電流を収集する。すなわち、頭部導線１２は、第１粘着層１１に対して延出している。プリーフォームしたフレキシブル電気的接続層を使用する場合に比べて、本実施例は、頭部に位置する第１粘着層１１および頭部導線１２を特殊処理する必要がない。本実施例において剥き出しとなった頭部導線１２は、後にそのままバスバーに接続することができ、これにより、生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減する。
【００６３】
さらに、第１方向Ｘにおいて、頭部導線１２の長さとセル１０の長さとの差の絶対値は、２０ｍｍ以下である。頭部導線１２の長さはセル１０の長さに近いため、頭部導線１２とセル１０との接触面積が大きく、頭部導線１２はセル１０に生じる電流を十分に収集することができる。
【００６４】
頭部導線１２の形状および材料は、後に敷設される第１導線に類似するが、以下の第１導線の詳細な説明をご参照ください。
【００６５】
図５を参照して、セル１０における第１粘着層１１から離れた表面には、隣り合う布置エリアＡに跨って、隣り合う２つのセル１０を電気的に接続するための第１導線１３が敷設されている。
【００６６】
なお、本実施例では、各セル１０の受光面Ｆの向きが同じであり、すなわち、受光面Ｆがいずれも上向きであり、バックライト面Ｂがいずれも下向きである。
【００６７】
以下、第１導線１３について詳細に説明する。
【００６８】
第１導線１３は、順次接続された受光導線１３１、接続導線１３２およびバックライト導線１３３を含み、第１導線１３を敷設するステップには、受光導線１３１をセル１０の受光面Ｆに敷設し、受光面Ｆが第１粘着層１１から離れるようになされることと、隣り合う布置エリアＡの第１粘着層１１の表面にバックライト導線１３３が位置するように、接続導線１３２を折り曲げることと、が含まれる。
【００６９】
本実施例において、受光導線１３１は密集グリッド線（ｄｅｎｓｅ  ｇｒｉｄ  ｌｉｎｅ）であり、すなわち、受光導線１３１はセル１０のメイングリッド線となる。スクリーン印刷によるメイングリッドの形成方法に対して、受光導線１３１がメイングリッドとする場合、電池の受光面積を大きくすることができ、直列抵抗を小さくすることもできる。他の実施例において、受光導線は、メイングリッド線とすることなく、通常の接続線のみとし、１つ前のセルのメイングリッド線と１つ後のセルのバックライト面とを接続してもよい。
【００７０】
図５〜図６を参照して、図６は図５の平面図であり、受光面Ｆは、間隔をあけて配列された複数本のサブグリッド線１８をさらに有し、サブグリッド線１８は、密集グリッド線と交差して接触している。
【００７１】
セル１０ごとに、受光面Ｆ上に８〜３２本の受光導線１３１が間隔をあけて敷設されている。受光導線１３１の数が多いので、セル１０内部の電流輸送経路を短くでき、内部損失を低減することができる。
【００７２】
第１導線１３の長さとセル１０の２倍の長さとの差の絶対値は、４０ｍｍ以下である。第１導線１３の長さは２枚のセル１０の長さに近いため、第１導線１３とセル１０との接触面積が大きく、第１導線１３はセル１０に生じる電流を十分に収集することができる。
【００７３】
図５〜図７を参照して、図７は、図５及び図６の第２方向Ｙにおける断面図であり、第２方向Ｙは第１方向Ｘに対して垂直である。本実施例において、第１導線１３の断面は円形であり、第１導線１３の断面積は０．０２ｍｍ２〜０．１５ｍｍ２である。他の実施例において、第１導線の断面は、正方形、三角形、台形、長方形のいずれかであってもよい。
【００７４】
本実施例において、第１導線１３は、はんだコアと、はんだコアを取り囲む合金層とを含む。合金層の材料は、後続のラミネート処理において第１導線１３とセル１０表面のサブグリッド線１８との間の電気的接続および物理的接続を容易にするために、低融点金属である。具体的には、合金層の融点温度は、後続のラミネート処理のプロセス温度以下である。一例では、合金層の融点温度は、１００℃〜１６０℃であってもよい。合金層の材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ａｇの一種または数種であってもよい。
【００７５】
なお、他の実施例において、第１導電層は単層構造であってもよいと理解できる。
【００７６】
図８を参照して、セル１０における第１粘着層１１から離れた表面には、第２粘着層１４が設けられ、第１導線１３は、第２粘着層１４とセル１０との間に位置している。
【００７７】
第２粘着層１４は、第１導線１３とセル１０とを固定するために用いられる。具体的には、セル１０の表面にはサブグリッド線１８（図６を参照）も設けられているため、第２粘着層１４は、第１導線１１の表面に加えて、サブグリッド線１８の表面にも位置している。
【００７８】
同一のセル１０の表面における第２粘着層１４は、ベタフィルム層構造であってもよく、第２粘着層１４は、別個（分けて設ける）のフィルム層構造であってもよく、各フィルム層構造が対応する第１導線１３を覆うように保たれている。別個のフィルム層構造は、第２粘着層１４がセル１０の受光面を遮る面積を小さくすることに有利であり、セル１０の光吸収能力のさらなる向上に有利である。
【００７９】
本実施例において、第２粘着層１４はホットメルトであり、後続の圧着処理は加熱処理を含む。他の実施例において、第２粘着層はＵＶ硬化型接着剤であり、後続の圧着処理は紫外線照射処理を含む。第２粘着層１４の材料は、第１粘着層１１の材料と同様であり、第２粘着層１４の具体的な材料については、前記した第１粘着層１１に関する記載をご参照ください。ここでは再び贅言しない。
【００８０】
本実施例において、第２粘着層１４は単層構造であり、すなわち、第２粘着層１４は接着層である。２層構造に比べて、単層構造は、セル１０の光吸収率を増大させるように光透過率を向上させることができる。また、単層構造はより薄いので、セルストリング構造の厚さおよび重量を低減することができる。他の実施例において、第２粘着層は２層構造であってもよい。
【００８１】
第２粘着層１４の材料属性は、第１粘着層１１の材料属性と同じ、すなわち、いずれもホットメルト、または、いずれもＵＶ硬化型接着剤であってもよい。このように、後続の同一の圧着処理において、第１粘着層１１と第２粘着層１４の材料特性を同時に変化させることができ、第１粘着層１１と第２粘着層１４が粘着特性を有するようになる。
【００８２】
第１方向Ｘに対する垂直方向において、第２粘着層１４の厚さは、０．１ｍｍ〜０．４ｍｍであり、例えば、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍである。第２粘着層１４の総厚さが前記の範囲内にある場合、セルストリング構造の重量および厚さを比較的小さい範囲に保つことができるとともに、比較的大きい接着力を提供することができる。
【００８３】
第１方向Ｘにおいて、第２粘着層１４の長さとセル１０の長さとの差の絶対値は、６０ｍｍ以下である。第２粘着層１４の長さとセル１０の長さとの差が小さいと、第２粘着層１４とセル１０との接触面積を大きくすることができ、接着のがっちりさを向上させることができる。
【００８４】
第１粘着層１１、第１導線１３、頭部導線１２、セル１０及び第２粘着層１４を互いに固定するように、圧着処理を行う。具体的には、第１粘着層１１と第２粘着層１４との表面に一定の圧力を加え、温度や紫外線照射処理等の特定の条件により、上記構造を密着して、一体構造とする。
【００８５】
本実施例において、第１粘着層１１及び第２粘着層１４の材料がホットメルトであるため、これに応じて、圧着処理は加熱処理を含むべきである。他の実施例において、第１粘着層および第２粘着層の材料がＵＶ硬化型接着剤であれば、これに応じて、圧着処理は紫外線照射処理を含むべきである。あるいは、第１粘着層と第２粘着層の材料は、ホットメルトとＵＶ硬化型接着剤との複合材料であってもよく、これに応じて、圧着処理は加熱処理と紫外線照射処理とを含むべきである。
【００８６】
図９を参照して、第１導線１３が尾部の布置エリアＡに敷設されるまで、前述のセル１０の配置、第１導線１３の敷設、第２粘着層１４の設置、及び圧着処理の手順を繰り返す。
【００８７】
図１０を参照して、尾部の布置エリアＡに第Ｎセル１０２が配置され、すなわち、セルストリング構造には、尾端にある第Ｎセル１０２がさらに含まれる。
【００８８】
第Ｎセル１０２を配置した後、第Ｎセル１０２における第１粘着層１１から離れた表面に、第Ｎセル１０２以外の領域まで延びる尾部導線１５が敷設される。複数の尾部導線１５は、第Ｎセル１０２の上面に平行に並べられている。
【００８９】
さらに、第Ｎセル１０２における第１粘着層１１から離れた表面に、第２粘着層１４が設けられる。第２粘着層１４の詳細な説明については、前述の対応する説明を参照できるが、ここでは再び贅言しない。
【００９０】
圧着処理を行い、一定の圧力の条件下で、温度や紫外線照射処理などの特定の条件により、第Ｎセル１０２、第１粘着層１１、第１導線１３、尾部導線１５、及び第２粘着層１４を互いに固定する。
【００９１】
つまり、本実施例では、１枚のセル１０を敷設した毎にラミネート処理を１回行い、ラミネート処理の回数はセル１０の数量と同じであるので、頭部導線１２、尾部導線１５及び第１導線１３と、セル１０の位置とが相対的に固定でき、後のセル１０の敷設により前のセル１０と前記導線との相対位置を変えることはない。
【００９２】
他の実施例において、全てのセルの敷設が完了した後に、１回のラミネート処理を行ってもよい。あるいは、２枚の隣接するセルを敷設した後に、１回のラミネート処理を行い、ラミネート処理の回数は、セルの数量の２分の１に等しい。
【００９３】
その後に、バスバーを用いて、尾部導線１５の第Ｎセル１０２以外まで延びる領域に接触して接続し、セルストリング構造の電流を収集する。なお、尾部導線１５は、第２粘着層１４に対して延出しているので、プリーフォームしたフレキシブル電気的接続層を使用する場合に比べて、本実施例は、尾部に位置する第２粘着層１４および尾部導線１５を特殊処理する必要がなく、剥き出しとなった尾部導線１５は、後にそのままバスバーに接続することができ、これにより、生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減する。
【００９４】
図１１を参照して、少なくとも２本のバスバー１９を形成しており、一方のバスバー１９は、頭部導線１２（図１０を参照）の第１セル１０１以外まで延びる領域に接触して接続され、他方のバスバー１９は、尾部導線１５（図１０を参照）の第Ｎセル１０２以外まで延びる領域に接触して接続され、バスバー１９の延伸方向は第１方向Ｘと異なっている。
【００９５】
すなわち、一方のバスバー１９は、全ての頭部導線１２に接続され、他方のバスバー１９は、全ての尾部導線１５に接続されており、これにより、セルストリング構造全体の内部の電流を収集することを実現する。
【００９６】
本実施例において、頭部導線１２および尾部導線１５とバスバー１９との接続は、ラミネート方式によって実現される。他の実施例において、頭部導線および尾部導線とバスバーとの接続を溶接によって実現してもよい。
【００９７】
上述したように、本実施例では、セル１０が第１配線１３、頭部導線１２および尾部導線１５によって直接電気的に接続されることになり、フレキシブル電気的接続層をプリーフォームすることを必要とせず、セル１０同士のインターコネクションを実現することができるので、デバイスの開発難易度を著しく低下させることができ、従来のストリング溶接機に改良を行い、第１粘着層１１の搬送機構と第２粘着層１４の敷設機構を増設するだけでよい。また、セルストリング構造の頭部の第１粘着層１１および尾部の第２粘着層１４に対して特殊処理を行う必要がなく、頭部導線１２および尾部導線１５をセル１０以外の領域に延出させるだけで、頭部導線１２および尾部導線１５を露出させることができる。また、本実施例では、第１導線１３とセル１０との電気的接続を溶接により実現する必要がないため、溶接高温や溶接応力によるセル１０への悪影響を回避できる。また、１枚のセル１０を敷設したごとに、１回のラミネート処理が行われるので、第１導線１３とセル１０との位置は相対的に固定できる。したがって、本発明の実施例は、セルストリング構造の生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減し、セルストリング構造の性能を向上することができる。
【００９８】
本発明の他の実施例は、一種のセルストリング構造の製造方法を提供し、本実施例は前の実施例とほぼ同じであるが、主な相違点は、本実施例において隣り合うセルの受光面の向きが逆となり、これにより第１導線および第２粘着層の敷設方式が第１実施例と異なっていることにある。図１２〜図１３は、本実施例に係る製造方法における各工程に対応する構成を示す図である。以下、図面を参照して具体的に説明する。
【００９９】
図１２を参照して、第１粘着層２１が提供され、第１粘着層２１は、第１方向Ｘに沿って順に配列されたＮ個の布置エリアＡを有し、各布置エリアＡは、対応するセル２０を固定するために用いられ、且つＮは１より大きい正の整数である。
【０１００】
本実施例において、第１粘着層２１は２層構造であり、接着層２１１と支持層２１２とを含む。他の実施例において、第１粘着層は単層構造であってもよい。
【０１０１】
第１粘着層２１およびセル２０の具体的な説明は、前の実施例をご参照ください。ここでは再び贅言しない。
【０１０２】
各布置エリアＡには、対応するセル２０が配置される。具体的には、本実施例では、全てのセル２０が一度に敷設されており、隣り合うセル２０の受光面Ｆの向きが逆となる。すなわち、隣り合うセル２０に対して、一方のセル２０の受光面Ｆが上向きとなり、他方のセル２０のバックライト面Ｂが上向きとなる。
【０１０３】
さらに、布置エリアＡにセル２０を配置する前に、布置エリアＡの第１粘着層２１の表面に第２導線２２を敷設し、かつ、第２導線２２が、隣り合う布置エリアＡに跨って、隣り合う２つのセル２０を電気的に接続するために用いられる。
【０１０４】
本実施例において、第２導線２２は、セルストリング構造の全てのセル２０にも電気的に接続されている。
【０１０５】
本実施例において、頭部位置にある第２導線２２がセル２０以外の領域まで延びており、後に、セル２０以外の領域まで延びる第２導線２２がバスバーに電気的に接続されて、セルストリング構造内部の電流が収集される。他の実施例において、尾部位置にある第２導線はセル以外の領域まで延び、バスバーに電気的に接続されていてもよい。
【０１０６】
セル２０以外の領域まで延びる第２導線２２は、第１粘着層２１によって露出されているため、第１粘着層２１に対して特殊処理を実施して第２導線２２を露出させる必要がなく、生産プロセスを簡素化できることが理解できる。
【０１０７】
図１３を参照して、セル２０における第１粘着層２１から離れた表面には、第１導線２３が敷設され、第１導線２３は、隣り合う布置エリアＡ（図１２を参照）に跨って、隣り合う２つのセル２０を電気的に接続するために用いられる。
【０１０８】
本実施例において、第１導線２３は、全てのセル２０にも電気的に接続されている。
【０１０９】
本実施例において、尾部位置にある第１導線２３がセル２０以外の領域まで延びており、後に、セル２０以外の領域まで延びる第１導線２３がバスバーに電気的に接続されて、セルストリング構造内部の電流が収集される。他の実施例において、頭部位置にある第１導線はセル以外の領域まで延び、バスバーに電気的に接続されていてもよい。
【０１１０】
さらに、セル２０における第１粘着層２１から離れた表面には、第２粘着層２４が設けられ、第１導線２３は、第２粘着層２４とセル２０との間に位置している。
【０１１１】
第１粘着層２１、第１導線２３、第２導線２２、セル２０及び第２粘着層２４を互いに固定するように、圧着処理を行う。圧着処理は、圧力、及び温度や紫外線照射などの特定の条件により、上記の構造を密着して、一体構造とすることができる。
【０１１２】
本実施例では、隣り合うセル２０の受光面の向きが異なるため、第１導線２３を折り曲げる必要がなく、１本の第１導線２３は全てのセル２０を接続することができ、１本の第２導線２２も全てのセル２０を接続することができ、さらに頭部導線と尾部導線とを設ける必要もない。また、全てのセル２０が敷設された後にラミネート処理を行うので、ラミネートの回数を減らし、生産効率を向上させることができる。したがって、本実施例は、生産プロセスを簡素化し、生産コストを低減することができる。
【０１１３】
本発明の別の実施例は、さらに、前記実施例に提供される製造方法によって製造され得るセルストリング構造を提供し、図１０〜図１１は、本実施例に提供されるセルストリング構造を示す図である。
【０１１４】
図１０〜図１１を参照して、セルストリング構造は、第１方向Ｘに沿って順に配列されたＮ個の布置エリアＡ（Ｎは１より大きい正の整数）を含む第１粘着層１１と、各々が対応する布置エリアＡに設けられたＮ個のセル１０と、セル１０における第１粘着層１１から離れた表面に敷設され、かつ隣り合う布置エリアＡに跨って隣り合う２つのセル１０を電気的に接続するための第１導線１３と、セル１０における第１粘着層１１から離れた表面に設けられた第２粘着層１４と、を含み、かつ、第１導線１３が第２粘着層１４とセル１０との間に位置し、第１粘着層１１、第１導線１３、セル１０及び第２粘着層１４が互いに固定されている。
【０１１５】
以下、図面を参照して具体的に説明する。
【０１１６】
図１０を参照して、本実施例では、セルストリング構造におけるセル１０の受光面Ｆは、向きが同じであり、すなわち、受光面Ｆがいずれも上向きであり、バックライト面Ｂがいずれも下向きである。セルストリング構造は、さらに、頭尾両端にそれぞれ位置された第１セル１０１および第Ｎセル１０２を含む。なお、セル１０の詳細な説明については、前述した実施例の説明をご参照ください。ここでは再び贅言しない。
【０１１７】
第１導線１３は、隣り合う２つのセル１０を電気的に接続するためのものである。具体的には、第１導線１３は、順次接続された受光導線、接続導線およびバックライト導線を含む。受光導線は、一方のセル１０の受光面Ｆに位置し、バックライト導線は、他方のセル１０のバックライト面Ｂに位置し、接続導線は、隣接するセル１０の間に位置する。
【０１１８】
セルストリング構造は、さらに、第１粘着層１１と第１セル１０１との間に位置し、かつ第１セル１０１以外の領域まで延びる頭部導線１２を備える。第１セル１０１以外の領域まで延びる頭部導線１２は、第１粘着層１１によって露出されている。
【０１１９】
セルストリング構造は、さらに、第Ｎセル１０２における第１粘着層１１から離れた表面に位置し、かつ第Ｎセル１０２以外の領域まで延びる尾部導線１５を備え、かつ第２粘着層１４が、第Ｎセル１０２における第１粘着層１１から離れた表面にも位置する。第Ｎセル１０２以外の領域まで延びる尾部導線１５は、第２粘着層１４によって露出されている。
【０１２０】
図１０および図１１を参照して、セルストリング構造は、少なくとも２本のバスバー１９をさらに備え、一方のバスバー１９は、頭部導線１２の第１セル１０１以外まで延びる領域に接触して接続され、他方のバスバー１９は、尾部導線１５の第Ｎセル以外まで延びる領域に接触して接続され、バスバー１９の延伸方向は第１方向Ｘと異なっている。
【０１２１】
第１導線１３、頭部導線１２及び尾部導線１５についての具体的な説明は、前述した実施例をご参照ください。ここでは再び贅言しない。
【０１２２】
続いて図１０を参照して、第１粘着層１１は、セルストリング構造の全てのセル１０を固定することに用いられる。第１方向Ｘにおいて、第１粘着層１１の長さは、製造しようとするセルストリング構造の長さの値とほぼ等しくなる。第１粘着層１１の長さとセル１０の長さとの差が小さいと、第１粘着層１１とセル１０との接触面積を大きくすることができ、接着のがっちりさを向上させることができる。さらに、第１方向Ｘにおいて、Ｎ個のセル１０の合計の長さと第１粘着層１１の長さとの差の絶対値は、１００ｍｍ以下である。
【０１２３】
第１粘着層１１は、第１導線１３及び頭部導線１２をセル１０の表面に固定して、上記導線が均一に配列されることを確保するためにも用いられ、これにより、上記導線がセル１０に生じる電流を十分に収集することができる。
【０１２４】
第１粘着層１１は、支持層１１２と、支持層１１２とセル１０との間に位置する接着層１１１とを含む。支持層１１２及び接着層１１１についての具体的な説明は、前述した実施例をご参照ください。
【０１２５】
各第２粘着層１４は、一つのセル１０に対応して、第１導線１３及び尾部導線１５をセル１０の表面に固定するために用いられる。
【０１２６】
第１方向Ｘにおいて、第２粘着層１４の長さとセル１０の長さとの差の絶対値は、６０ｍｍ以下である。第２粘着層１４の長さとセル１０の長さとの差が小さいと、第２粘着層１４とセル１０との接触面積を大きくすることができ、これにより、接着のがっちりさを向上させることができる。
【０１２７】
本実施例において、第２粘着層１４は単層構造であり、２層構造に比べて、単層構造は光透過性がより優れ、セル１０の光吸収率を大きくすることができる。
【０１２８】
本実施例において、セル１０ごとに、第２粘着層１４がベタフィルム層構造である。つまり、第２粘着層１４は、第１導線に対応するセル１０の表面だけでなく、隣り合う第１導線１３間のセル１０の表面も覆っているので、被覆面積を大きくすることができ、接着のがっちりさを向上させて、第１導線１３の変位を回避することができる。
【０１２９】
他の実施例において、セルごとに、第１導線の本数が複数本であり、第２粘着層が互いに独立したフィルム層構造であり、かつ各フィルム層構造の位置が相応の第１導線の位置に対応する。つまり、第２粘着層は、第１導線に対応するセルの表面のみを被覆し、隣り合う第１導線間のセルの表面を被覆しない。被覆面積の減少は、セルの光吸収率を増大させることができる。
【０１３０】
また、上記から分かるように、頭部導線１２と尾部導線１５は、それぞれ第１粘着層１１と第２粘着層１４によって露出されているため、頭部導線１２および尾部導線１５とバスバー１９（図１１参照）とを接続する前に、第１粘着層１１と第２粘着層１４に対して特殊処理を行う必要がなく、露出された頭部導線１２および尾部導線１５は、バスバー１９に直接繋がっていてもよい。
【０１３１】
その他の実施例では、図１３を参照して、セルストリング構造における隣り合うセル２０の受光面Ｆの向きが異なっており、すなわち、隣り合うセル２０における、一方のセル２０の受光面Ｆが上向きとなり、他方のセル２０のバックライト面Ｂが下向きとなっている。そして、第１導線２３は、全てのセル２０の同一側に位置し、全てのセル２０を電気的に接続しており、第２導線２２も、全てのセル２０の同じ側に位置し、全てのセル２０を電気的に接続している。第２粘着層２４は、全てのセル２０を覆っている。
【０１３２】
以上のように、本実施例では、セルストリング構造における頭部の第１粘着層１１および尾部の第２粘着層１４に対して特殊処理を行う必要がなく、頭部導線１２および尾部導線１５をセル１０以外の領域に延出させるだけで、頭部導線１２および尾部導線１５を露出させることができる。また、本実施例では、第１導線１３とセル１０との電気的接続を溶接により実現する必要がないので、溶接高温や溶接応力によるセル１０への悪影響を回避することができる。
【０１３３】
本発明の別の実施例は、一種の光起電力モジュールの製造方法を提供する。図１４は、本発明の実施例に係る製造方法に対応する構成を示す図である。以下、図面を参照して具体的に説明する。
【０１３４】
図１４を参照して、セルストリング構造１が提供され、セルストリング構造１は、前記実施例により提供されるセルストリング構造１である。セルストリング構造１は、セル１０、頭部導線１２、第１導線１３、尾部導線１５、第１粘着層１１、および第２粘着層１４を備えており、そのうち、第１粘着層１１は、接着層１１１と支持層１１２とを含む２層構造であり、第２粘着層１４は単層構造である。
【０１３５】
続いて図１４を参照して、第１基板１７１、第１封止層１６１、セルストリング構造１、第２封止層１６２、および第２基板１７２を順に積層して設け、積層構造を形成する。
【０１３６】
セルストリング構造１は、１つまたは複数個であってもよく、セルストリング構造１が複数個である場合、バスバーを用いて複数個のセルストリング構造１を電気的および物理的に接続する。具体的には、溶接またはホットプレスによってバスバーとセルストリング構造１とを接続することができる。複数個のセルストリング構造１は、平行に配列されてもよい。
【０１３７】
バスバーは、低抵抗率材質からなり、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕの一種又は複数種であってもよく、その断面は円形、正方形、三角形、台形、長方形のいずれかであってもよく、その表面に厚さ５〜１００μｍの合金材を一層コーティングしてもよく、合金材料はＳｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ａｇの一種又は複数種であってもよい。
【０１３８】
第１基板１７１は、高い光透過率または高い反射率を有するフレキシブルまたはリジッドな材質であり、片面または両面にフッ素含有バックシート、強化ガラスおよびエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの材質であってもよい。
【０１３９】
第２基板１７２は、高い光透過率を有するフレキシブルまたはリジッドな材質であり、ポリエチレンテレフタレート、強化ガラス又はエチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの材質であってもよい。
【０１４０】
第１封止層１６１の材料は、ポリエチレン−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン又はポリビニルブチラール等の材料の１種又は複数種である。
【０１４１】
第２封止層１６２の材料は、ポリエチレン−ポリ酢酸ビニル共重合体、ポリオレフィン又はポリビニルブチラール等の材料の１種又は複数種である。
【０１４２】
積層構造に対してラミネート処理を行い、かつ、ラミネート処理において第１導線１３とセル１０との間が電気的に接続されている。頭部導線１２および尾部導線１５も、ラミネート処理においてセル１０と電気的に接続されている。高温溶接によるインターコネクションプロセスをキャンセルするので、溶接応力を低減し、さらにプロセスリスクを低減することができる。
【０１４３】
以下、ラミネート処理について具体的に説明する。
【０１４４】
ラミネート処理に用いるプロセス温度は、第１導線１３の融点温度以上であり、このように、ラミネート処理において第１導線１３が溶融することにより、第１導線１３とセル１０との間が電気的に接続される。さらに、本実施例では、第１導線１３は、はんだコアと、はんだコアを取り囲む合金層とを含み、ラミネート処理に用いるプロセス温度は、合金層の融点温度以上である。プロセス温度が合金層の融点温度よりも高い場合には、合金層が溶融し、かつ、圧力の作用により、溶融した合金層とセル１０とが電気的に接続される。
【０１４５】
合金層は低融点金属であり、その融点温度は１００℃〜１６０℃であり、例えば１２０℃、１３０℃または１５０℃である。合金層の材料は、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｓｂ、Ａｇの一種または数種であってもよい。
【０１４６】
ラミネート処理におけるプロセス温度と融点温度との差は、３０℃以下である。本実施例において、融点温度とは、合金層の融点温度である。プロセス温度が上記の範囲にあると、合金層を十分に溶解することができ、合金層とセル１０とを電気的に接続する効果を高めることができる。また、過高温度においてセルストリング構造１が割れる虞を低減することもできる。
【０１４７】
はんだコアの材料は、低抵抗金属であり、例えばＡｇ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕとすることができる。なお、他の実施例において、第１導線は、はんだコア１層の構造のみを有してもよく、融点温度とは、はんだコアの融点温度であり、すなわち、ラミネート処理におけるプロセス温度が、はんだコアの融点温度以上である。
【０１４８】
ラミネート処理に用いるプロセス圧力は、−５０ｋＰａ〜２００ｋＰａである。プロセス圧が上記の範囲内にあると、第１導線１３とセル１０との接続強度を大きくすることができるとともに、過大な圧力がセルストリング構造１に損傷を与えることも回避できる。好ましくは、プロセス圧力は、−２０ｋＰａ〜１５０ｋＰａである。
【０１４９】
以上により、本実施例では、ラミネート処理を採用して第１導線１３とセル１０との電気的接続を実現し、溶接高温や溶接応力によるセルストリング構造１への悪影響を回避することができる。
【０１５０】
また、本発明の別の実施例は、一種の光起電力モジュールを提供し、本実施例に提供される光起電力モジュールは、前の実施例に提供される光起電力モジュールの製造方法を用いて製造することができる。図１４は、本実施例に係る光起電力モジュールの構成を示す図である。
【０１５１】
図１４を参照して、光起電力モジュールは、順に積層して設けられた第１基板１７１、第１封止層１６１、前述した実施例に係るセルストリング構造１、第２封止層１６２、および第２基板１７２を備える。
【０１５２】
光起電力モジュールに関する具体的な説明は、前の実施例をご参照ください。ここでは再び贅言しない。
【０１５３】
当業者であれば、前記各実施形態は、本発明を実現する具体的な実施例であり、実用上では、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、形態及び細部において様々な変更を実施できることが理解できる。いずれの当業者は、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、それぞれ変更及び修正を加えることが可能であるため、本発明の保護範囲は請求の範囲に限定された範囲を基準にすべきである。
【要約】
【課題】本発明は、セルストリング構造及び光起電力モジュール並びにそれらの製造方法を提供する。
【解決手段】セルストリング構造の製造方法は、各々が対応するセルを固定するために用いられかつ第１方向に沿って順に配列されたＮ個（Ｎは１より大きい正の整数）の布置エリアを有する第１粘着層を提供することと、布置エリアごとに、対応するセルが配置されることと、セルにおける第１粘着層から離れた表面には、隣り合う布置エリアに跨って隣り合う２つのセルを電気的に接続するための第１導線が敷設されることと、セルにおける第１粘着層から離れた表面に第２粘着層が設けられ、かつ第１導線が第２粘着層とセルとの間に位置されることと、第１粘着層、第１導線、セルおよび第２粘着層を互いに固定するように、圧着処理を行うことと、を含む。本発明の実施例は、製造プロセスを簡素化し、光起電力モジュールの性能を向上することができる。
【選択図】図１０【図１】
0006941252.tif 000002
【図２】
0006941252.tif 000003
【図３】
0006941252.tif 000004
【図４】
0006941252.tif 000005
【図５】
0006941252.tif 000006
【図６】
0006941252.tif 000007
【図７】
0006941252.tif 000008
【図８】
0006941252.tif 000009
【図９】
0006941252.tif 000010
【図１０】
0006941252.tif 000011
【図１１】
0006941252.tif 000012
【図１２】
0006941252.tif 000013
【図１３】
0006941252.tif 000014
【図１４】
0006941252.tif 000015