JP2005302902A - 太陽電池及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セル及び太陽電池モジュールにおける抵抗損失の低減の為にインターコネクタの厚みを厚くしても、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止でき、製造歩留りの低下を防止できると共に、抵抗損失を低減してＦ．Ｆ．（フィルファクター：光電変換効率）を向上した太陽電池モジュールを提供する
【解決手段】複数の太陽電池セル１０が配列されていると共に、互いに隣接する太陽電池セル１０がインターコネクタ７によって接続されている太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタ７に凹凸部を形成する。
【選択図】図３

Description

本発明は太陽電池、及び、太陽電池モジュールに関し、詳しくは、太陽電池セルの表面に備えられた集電電極にインターコネクタを接続した太陽電池、及び、インターコネクタによって複数の太陽電池セルを接続した太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを接続して形成されている。この太陽電池モジュールに使用される従来の太陽電池セルは、図７及び図８に示すように、半導体基板１１とその表裏に備えられた集電電極１５，１６とで構成されている。太陽電池セル２０に用いられる半導体基板１１には、Ｎ型領域１２とＰ型領域１３が形成され、Ｎ型領域１２とＰ型領域１３との界面部分に半導体接合部１４が形成されている。又、Ｎ型領域１２の表面上には表面の集電電極１５が、Ｐ型領域１３の表面上には裏面の集電電極１６が設けられている。表面の集電電極１５は、グリッド状のフィンガー部１５ｂ、及び、インターコネクタ１７を接続するバスバー部１５ａで構成されている。又、裏面の集電電極１６は、インターコネクタ７を接続するための銀電極（不図示）、及び、該銀電極を除く裏面のほぼ全面に形成された集電用のアルミニウム電極（不図示）で構成されている。

従来の太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セル２０の接続には、図７及び図８に示すようなインターコネクタ１７が用いられている。インターコネクタ１７は、両端に電極接触部１７ａ，１７ｂを備えており、平角状の銅箔やインバール（鉄とニッケルの合金）等で形成され、その表面全体がハンダで被覆されている。このインターコネクタ１７を用いて、図９に示すように、複数の太陽電池セル２０が接続されている。即ち、一方の電極接触部１７ａが、太陽電池セル２０の表面の集電電極１５のバスバー部１５ａ上の略全長にわたって配設され、その複数箇所をバスバー部１５ａと接合することによって表面の集電電極１５のバスバー部１５ａに接続されている。又、他方の電極接触部１７ｂが、裏面の集電電極１６にハンダ付けにて接続されている。

図７及び図８に示すように、インターコネクタ１７の一方の電極接触部１７ａが、太陽電池セル２０の表面の集電電極１５のバスバー部１５ａに接続されたものを、本明細書では、太陽電池と称する。つまり、太陽電池モジュールは、図９に示すように、配列された太陽電池において、互いに隣接する一方の太陽電池の表面に接続されたインターコネクタ１７の他方の電極接触部１７ｂが、互いに隣接する他方の太陽電池の、裏面の集電電極１６に接続されることにより形成されているのである。このような太陽電池モジュールは、種々のものが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１に記載の太陽電池装置は、インターコネクタとして、撚り線を使用したものである。
特開平１１−２５１６１３号公報

上述したように、太陽電池の製造過程では、インターコネクタの電極接触部を太陽電池セルの集電電極に接続するのに、ハンダ付けが用いられる。このハンダ付けの際、ハンダ付けの熱により、インターコネクタの電極接触部及び太陽電池セルの集電電極の温度が上昇し、この上昇した温度が常温に戻る際に、太陽電池セルを構成している半導体基板に圧縮応力が印加されることは、周知の事実である。

ところで、従来の太陽電池モジュールでは、インターコネクタにおける抵抗損失のため、太陽電池モジュールを構成する一つ一つの太陽電池セルの出力を犠牲にしており、太陽電池モジュールの出力としては、それらを構成する太陽電池セルの出力に見合うだけの十分な出力が得られていないという重大な問題があった。それに加えて、今後の太陽電池モジュールの出力向上とコスト低減のためには、太陽電池セルの面積増大が効果的であるが、太陽電池セルの面積を増大すると、発生する電流が増大するのみならず、表面の集電電極が長くなるので、インターコネクタにおける抵抗損失はさらに増大し、事態はさらに深刻化するという問題があった。この解決策としては、インターコネクタの断面積を増加する方法が考えられ、この断面積を増加する方法として、インターコネクタの表面積を増大させる方法がある。しかし、インターコネクタの表面積を増大させると、太陽電池セルの表面における受光面積が減少して出力が減少するという問題が生じる。そこで、インターコネクタの断面積を増加するには、インターコネクタの厚みを厚くするよりほかに方法がない。

ところが、インターコネクタの厚みを厚くすると、以下にあげる２つの要因から、半導体基板に印加される上述した圧縮応力が増大する。第１に、インターコネクタの厚みを厚くするとインターコネクタの断面積が増加するので、その圧縮応力は厚みに応じて大きくなる。第２に、太陽電池モジュールの製造過程で、表面の集電電極とインターコネクタとの溶着の際に、ホットエアーやリフロー、ハンダ鏝等の熱が、表面の集電電極のハンダまで伝わりにくくなる。そのため、表面の集電電極とインターコネクタとの溶着に時間がかかることから、熱膨張によりインターコネクタの伸びが大きくなり、半導体基板に印加される圧縮応力が増大する。このように、インターコネクタの厚みを厚くすると、上述した圧縮応力が増大するので、半導体基板に大きな反りが発生し、セル割れや電極剥がれ等を誘発して製造歩留りが低下するという問題があった。

この点に関し、特許文献１に記載の太陽電池装置は、インターコネクタとして、撚り線を用いており、上記の問題におけるひとつの解決策ではあるが、撚り線であっても全体として直線状の一本の電線であることに変わりはなく、その効果は、小規模な程度に留まるといわざるを得ない。つまり、集電電極とインターコネクタとの間に隙間が無い為、例えば、表面全体をハンダで被覆した撚り線を用いたインターコネクタを使用すると、表面全体をハンダで被覆している集電電極にインターコネクタを溶着する際、ホットエアーやリフロー、ハンダ鏝等の熱により膨張した撚り線が、膨張したままの状態で表面の集電電極に固定されてしまう。すると、本来、加熱により上昇した温度が下がって撚り線が収縮する際に、撚り線がほどけることによる撚り線の伸びによって、半導体基板の反りを低減する効果を出すはずの撚り線が、固定されてしまってほどけない。そこで、撚り線を用いたインターコネクタにより、半導体基板の反りを低減する効果は激減され、結局、撚り線が収縮する際に半導体基板に反りを生じさせてしまう。即ち、撚り線が半導体基板の反りを低減する効果を発揮する前に、ハンダによって撚り線が太陽電池セルの表面の集電電極に固定されてしまうので、半導体基板の反りを低減する効果はほとんど無くなってしまうのである。従って、撚り線をインターコネクタに用いようとすると、集電電極に接触する部分のみにハンダを被覆した特殊な構造のインターコネクタを用いなければならず、インターコネクタ製作に余分な工程が必要となり、コストも増大してしまう。又、そもそも、撚り線をインターコネクタに加工する工程自体が複雑であり、手間がかかることになる。

そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであって、太陽電池セルの面積増大に伴って抵抗損失の低減の為にインターコネクタの厚みを厚くしても、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止でき、製造歩留りの低下を防止できると共に、抵抗損失を低減してＦ．Ｆ．（フィルファクター：光電変換効率）を向上した太陽電池モジュールを提供することを目的としている。

上記の問題を解決するためになされた本発明の太陽電池は、集電電極が形成された太陽電池セルを有し、太陽電池セルの集電電極にインターコネクタが接続された太陽電池において、インターコネクタに凹凸部が形成されていることを特徴としている。

又、本発明の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが配列されていると共に、互いに隣接する太陽電池セルがインターコネクタによって接続されている太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタに凹凸部が形成されていることを特徴としている。

又、上記の太陽電池や太陽電池モジュールは、これらに用いられるインターコネクタの、太陽電池セルの表面又は裏面に位置する部分の少なくとも一部が凹凸形状に形成されるようにするのが好ましい。

又、上記の太陽電池は、これらに用いられるインターコネクタの、太陽電池セルの表面に位置する部分の一部、又は、太陽電池セルの裏面に位置する部分の一部のみが、凹凸状に形成されるようにしてもよい。

又、上記の太陽電池モジュールは、これらに用いられるインターコネクタの、太陽電池セルの表面に位置する部分の一部、及び、太陽電池セルの裏面に位置する部分の一部のみが、凹凸状に形成されるようにしてもよい。

上記の各太陽電池や太陽電池モジュールは、インターコネクタに凹凸部が形成されているので、太陽電池モジュールの製造過程における加熱冷却に際して、インターコネクタの凹凸部分の伸縮が、凹凸方向に沿って生じやすく、太陽電池セルの表面と平行な方向には生じにくい。そのため、抵抗損失の低減の為にインターコネクタの厚みを厚くすることに伴い、インターコネクタの断面積の増加により、圧縮応力が厚みに応じて大きくなっても、或いは、表面電極とインターコネクタとの溶着に時間がかかって熱膨張によりインターコネクタの伸びが大きくなっても、インターコネクタが太陽電池セルの表面と平行な方向に伸縮するのを抑えることができる。従って、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止することができる。又、インターコネクタに形成された凹凸部により、表面の集電電極とインターコネクタとの間に部分的な隙間が生じるため、全体をハンダで被覆したインターコネクタを用いても、半導体基板の反りを低減する効果を十分得ることができる。

又、上記の各太陽電池や太陽電池モジュールのインターコネクタに形成される凹凸形状としては、波型形状とするようにしてもよく、或いは、アーチ型又は反アーチ型とするようにしてもよい。又、これらの凹凸形状は、部分的な突起型又は、部分的なへこみ型とするようにしてもよい。

又、上記の各太陽電池や太陽電池モジュールのインターコネクタに形成される凹凸形状のピッチが、太陽電池セルの１辺の長さ未満で、凹凸の高さが２ｍｍ以下とするのが好ましい。

上述した太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル及びインターコネクタを、透明基板と裏面カバーとの間に挟んで太陽電池モジュールを構成することができる。このようにすることにより、太陽電池セルの表面や裏面を保護することができる。

上記の太陽電池や太陽電池モジュールのインターコネクタは、太陽電池セル間となる部分が直線形状となるように形成してもよい。或いは、インターコネクタの太陽電池セル間となる部分にストレスリリースが形成されるようにしてもよい。

ストレスリリースとは、予め、インターコネクタに形成したクランク形状の構成部分であり、インターコネクタにかかる種々のストレスを緩和させる機能を有している。このストレスリリースは、太陽電池セルの配列方向に、太陽電池セルの厚さ程度の長さで形成される。

このストレスリリースが、インターコネクタの太陽電池セル間となる部分に形成されていることにより、複数の太陽電池を配列する際、或いは、配列した複数の太陽電池を透明な充填剤を用いて透明基板と裏面カバーとの間に封入する際に、インターコネクタが太陽電池セルのエッジを押さえつけることによってインターコネクタに生じる応力を逃がすことが可能となる。そのため、インターコネクタが太陽電池セルのエッジを押さえつけることによって発生するセル割れ、かけ等を大幅に低減することができる。又、加熱、冷却等による膨張、収縮が生じても、これらの膨張、収縮による長さの変化を影響の少ない方向に逃がすことができ、インターコネクタが太陽電池セルの配列方向に伸縮するのを抑えることができる。そのため、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止することができる。又、このストレスリリースによる更なる利点は、太陽電池モジュールが完成した後において、直射日光等によってインターコネクタが熱膨張したり、或いは、太陽電池セルの表面の透明基板と裏面カバーとの間の透明な充填材料が伸縮したりしても、インターコネクタが太陽電池セルの配列方向に伸縮するのを抑えることができることである。そのため、太陽電池モジュールの信頼性を高め、寿命を延ばすことができる。

上記の各太陽電池や太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタは、太陽電池セルのエッジ部分が平坦であり、その平坦部を除く部分の当該インターコネクタの表側及び裏側に凹凸が形成されるように構成してもよい。このようにすることにより、平坦なエッジ部分を用いて、インターコネクタを太陽電池セルの表面や裏面にしっかりと固着することができる。

本発明の太陽電池や太陽電池モジュールは、インターコネクタに凹凸部が形成されているので、太陽電池モジュールの製造過程における加熱冷却に際して、インターコネクタの凹凸部分の伸縮が、凹凸方向に沿って生じやすく、太陽電池セルの表面と平行な方向には生じにくい。そのため、抵抗損失の低減の為にインターコネクタの厚みを厚くすることに伴い、インターコネクタの断面積の増加により、圧縮応力が厚みに応じて大きくなっても或いは、インターコネクタの厚みを厚くすることに伴い、表面電極とインターコネクタとの溶着に時間がかかって熱膨張によりインターコネクタの伸びが大きくなっても、インターコネクタが太陽電池セルの表面と平行な方向に伸縮するのを抑えることができる。従って、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりすることを防止することができる。又、インターコネクタに形成された凹凸部により、表面の集電電極とインターコネクタとの間に部分的な隙間が生じるため、全体をハンダで被覆したインターコネクタを用いても、半導体基板の反りを低減する効果を十分得ることができる。そのため、製造歩留りの低下を防止できると共に、インターコネクタを厚くすることができることから、太陽電池モジュールの抵抗損失を低減してＦ．Ｆ．を高めることができる。

又、本発明の太陽電池や太陽電池モジュールのインターコネクタの太陽電池セル間となる部分にストレスリリースが形成されていると、複数の太陽電池を配列する際、或いは、配列した複数の太陽電池を透明な充填剤を用いて表面基板と裏面カバーとの間に封入する際に、インターコネクタが太陽電池セルのエッジを押さえつけることによって生じる応力を逃がすことが可能となる。そのため、太陽電池セルのエッジを押さえつけることによって発生するセル割れ、かけ等を大幅に低減することができる。また、加熱、冷却等による膨張、収縮が生じても、これらの膨張、収縮による長さの変化を影響の少ない方向に逃がすことができ、インターコネクタが太陽電池セルの配列方向に伸縮するのを抑えることができる。そのため、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止することができる。又、太陽電池モジュールが完成した後において、直射日光等によってインターコネクタが熱膨張したり、或いは、太陽電池セルの表面の透明基板と裏面カバーとの間の透明な充填材料が伸縮したりしても、インターコネクタが太陽電池セルの配列方向に伸縮するのを抑えることができる。そのため、太陽電池モジュールの信頼性を高め、寿命を延ばすことができる。

又、本発明の太陽電池や太陽電池モジュールにおいて、インターコネクタを、太陽電池セルのエッジ部分が平坦であり、その平坦部を除く部分の当該インターコネクタの表側及び裏側に凹凸が形成されるように構成すると、平坦なエッジ部分を用いて、インターコネクタを太陽電池セルの表面や裏面にしっかりと固着することができる。

又、本発明の太陽電池モジュールにおいて、太陽電池セル及びインターコネクタを、透明基板と裏面カバーとの間に挟んで太陽電池モジュールを構成すると、太陽電池セルの表面や裏面を保護することができる。

以下、本発明の太陽電池、及び、太陽電池モジュールの実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における太陽電池の平面図、図２はその断面図、図３は、本発明の実施の形態における太陽電池モジュールの断面図である。本発明の実施の形態において、太陽電池は、１個の太陽電池セル１０に１個のインターコネクタ７を接続して構成される。又、太陽電池モジュールは、配列された複数の太陽電池セル１０を、インターコネクタ７を用いて直列接続して構成される。即ち、太陽電池モジュールは、配列された上記太陽電池において、互いに隣接する一方の太陽電池の表面に、一端７ａが接続されたインターコネクタ７の他端７ｂを、互いに隣接する他方の太陽電池の裏面に接続することにより構成されるのである。

図１、図２及び図３において、本発明の実施の形態の太陽電池及び太陽電池モジュールに用いられる太陽電池セル１０は、半導体基板１と、その表裏に形成される表面の集電電極５及び裏面の集電電極６とで構成される。

半導体基板１は、一辺が１５５ｍｍ程度の正方形状で、厚みが０．２〜０．３ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコン等のＰ型シリコン基板で形成される。このＰ型シリコン基板の表層にはＰ／Ｎ接合が形成される。このＰ／Ｎ接合の形成は、具体的には、Ｎ型の不純物を含む溶液をＰ型シリコン基板の表面に塗布するか、あるいは、このＰ型シリコン基板を気相中に置いて、８００〜９００℃程度でその表面からＮ型の不純物を熱拡散させることにより、Ｐ型シリコン基板の表層に不純物拡散層を形成することで行なわれる。こうして形成されたＮ型拡散面を、太陽電池セル１０の受光面である表面とし、不拡散面を裏面とする。即ち、半導体基板１内にＮ型領域２とＰ型領域３が形成され、Ｎ型領域２とＰ型領域３との界面部分に半導体接合部４が形成される。受光面である表面には、金属酸化物等の反射防止膜を形成しておくことが望ましい。尚、この半導体基板１は、シリコン以外に単結晶ガリウム砒素等で形成してもよい。

上記の半導体基板１には、図１、図３に示すように、Ｎ型領域２の表面上に表面の集電電極５が形成され、Ｐ型領域３の表面上に裏面の集電電極６が形成される。表面の集電電極５は、グリッド状のフィンガー部５ｂと、インターコネクタ７を接続するバスバー部５ａとで構成される。

これらの表面の集電電極５及び裏面の集電電極６は、具体的には、次のようにして形成される。即ち、電極形成工程において、上記の半導体基板１の受光面にはグリッド状に、裏面には略全面に、金属またはそれに準じる物質を各集電電極としてパタ−ニングし、真空蒸着法やスクリ−ン印刷法を用いて各集電電極を形成する。表面の集電電極５は、上述したように、インターコネクタ７を接続するためのバスバー部５ａと、これに交差するように分岐して形成されるグリッド状のフィンガー部５ｂとで構成される。バスバー部５ａは、半導体基板１の略全面を横切るようにして二本平行に形成され、フィンガー部５ｂは、バスバー部５ａと直角に交差するようにして複数本が基板１の略全長にわたって形成される。バスバー部５ａの幅は、例えば２ｍｍ程度であり、フィンガー部５ｂの幅は、例えば０．２ｍｍ程度である。この表面の集電電極５は、例えば、銀粉末、ガラスフリット、結合剤、及び、溶剤等から成るペーストをスクリーン印刷して７００〜８００℃程度の温度で焼き付け、全体をハンダ層で被覆することにより形成される。

又、裏面の集電電極６は、インターコネクタ７を接続するための銀電極（不図示）と、それを除くほぼ全面に形成された集電用のアルミニウム電極（不図示）とで構成され、銀電極はハンダ層で被覆される。

上述したように、上記の太陽電池セル１０にインターコネクタ７を接続して、図１及び図２に示すような太陽電池が形成される。又、この太陽電池を複数個配列して直列接続することにより、図３に示すような太陽電池モジュールが形成される。太陽電池モジュールにおける太陽電池セル１０相互の間隔は、２〜３ｍｍ程度である。

インターコネクタ７は、図３に示すように、セル間部７ｃを間に挟んで一方の電極接触部７ａと他方の電極接触部７ｂとで構成され、側面視が全体として、一方の電極接触部７ａが他方の電極接触部７ｂよりも高い位置にある階段形状である。一方の電極接触部７ａと他方の電極接触部７ｂとは、共に全体に亘って波状に上下に屈曲させた形状をしている。又、太陽電池セル１０の表面の集電電極５のバスバー部５ａに接続されるインターコネクタ７の一方の電極接触部７ａの２つのエッジ部７ｄ，７ｄ、及び、太陽電池セル１０の裏面の集電電極６に接続されるインターコネクタ７の他方の電極接触部７ｂの２つのエッジ部７ｅ，７ｅは、平坦な形状としている。このようにすることにより、インターコネクタ７の電極接触部７ａ，７ｂを上下に屈曲させることによる効果を維持しつつ、太陽電池セル１０へ強固に接着することができる。

このインターコネクタ７は、平角状の銅箔やインバール等で形成される。インターコネクタ７の具体的な製造方法としては、まず、所望の組成のハンダ浴に幅が２ｍｍで厚さが０．１５〜１．０ｍｍの銅線またはインバール線を浸漬し、一定速度で巻取り引き出す。そして、次に、図１、図３に示すように、このインターコネクタ７の一方の電極接触部７ａ及び他方の電極接触部７ｂをその全体にわたって、波状に上下に屈曲させる。波状の屈曲した部分のピッチｐは、バスバー部５ａの長さより短くする必要があり、本実施の形態では、３．５ｍｍ程度としている。又、ピークの高さｑは、実用的な見地から２ｍｍ以下が望ましく、本実施の形態では、０．４ｍｍ程度としている。

又、インターコネクタ７のセル間部７ｃには、図４に示すような形状をしたストレスリリースを形成する。ストレスリリースとは、予めインターコネクタに形成したクランク形状の構成部分であり、インターコネクタにかかる種々の応力等のストレスを、影響の少ない方向に逃がすことにより緩和させる機能を有している。このストレスリリースは、太陽電池セルの配列方向に、太陽電池セルの厚さ程度の長さとなるように形成する。

このストレスリリースは、図４における、落とし込み高さｘを１ｍｍ程度、落とし込み幅ｙを０．５ｍｍ程度としている。太陽電池セル１０間の間隔は２〜３ｍｍ程度であるので、これらの落とし込み高さｘや落とし込み幅ｙは、太陽電池セル１０の厚みとインターコネクタ7の厚みとを十分にカバーすることができる。又、このストレスリリースの前後に遊び部７ｆ，７ｇを入れるのが好ましく、この遊び部７ｆ，７ｇの高さｚを０．１ｍｍ程度とする。

上記のインターコネクタ７を太陽電池セル１０に接続して太陽電池を形成する。即ち、図１、図２に示すように、インターコネクタ７の波状の形状をした一方の電極接触部７ａの谷部分の下端を、太陽電池セル１０ａのバスバー部５ａの表面に接触させて、この接触部分を、ハンダ等を用いてスポット接続する。

この接続は、具体的には次のようにして行なわれる。まず、表面全体がハンダで被覆されたインターコネクタ７の一方の電極接触部７ａを、太陽電池セル１０の同じくハンダで被覆されたバスバー部５aに接するようにセットする。その上で、インターコネクタ７全体に４００℃程度の熱風を吹き付け、相互に接触している部分のハンダ同士をいったん融解させた後、冷却・固化することでインターコネクタ７と太陽電池セル１０とを一体化させる。

上記のようにして形成された太陽電池を複数個用いて、図３に示すように、太陽電池モジュールを形成する。即ち、まず、表面にインターコネクタ７が取り付けられた複数個の太陽電池セル１０を配列する。そして、互いに隣接する一方の太陽電池セル１０ａのバスバー部５ａに一方の電極接触部７ａが既に接着しているインターコネクタ７の、ハンダで被覆された波状の形状をした他方の電極接触部７ｂの山部分の上端を、互いに隣接する他方の太陽電池セル１０ｂの裏面の集電電極６の、ハンダで被覆された銀電極に接するようにセットする。その上で、セットしたインターコネクタ７に４００℃程度の熱風を吹き付け、相互に接触している部分のハンダ同士をいったん融解させた後、冷却・固化することで、インターコネクタ７の他方の電極接触部７ｂと、太陽電池セル１０の裏面の集電電極６とをスポット接続して一体化させ、太陽電池モジュールを形成する。

尚、太陽電池セル１０にインターコネクタ７を接続する方法としては、上記の方法の他、リフロー方式、或いは、ハンダ鏝を用いた手付けによる方法等もある。リフロー方式とは、ハンダを融解させる際に熱風を吹き付ける代わりに、図５に示すように、高温に熱したＳＵＳの板８でインターコネクタ7と太陽電池セル１０とを挟み込み、ハンダを融解させる方法である。

一般に、太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの表面や裏面を保護する必要があることから、太陽電池モジュール製品としては、上述したインターコネクタを備えた複数の太陽電池セルを、透明基板と裏面カバーとの間に挟んで太陽電池モジュールを構成する。この場合に、例えば、ガラス板等の透明板と裏面カバーとの間に、太陽電池セルの受光面である表面を透明基板に向けて挟み、透明な充填材料と裏面コートでインターコネクタを備えた複数の太陽電池セルを封入するスーパーストレート方式が一般に用いられる。ここで透明な充填剤としては、光透過率の低下の少ないＰＶＢ（ポリビニルブチロール）や耐湿性に優れたＥＶＡ（エチレンビニルアセタート）等が用いられる。

上記の本発明の実施の形態における太陽電池モジュールでは、インターコネクタ７の一方の電極接触部７ａ及び他方の電極接触部７ｂが、波状に上下に屈曲して構成されているので、太陽電池モジュールの製造過程における加熱冷却に際して、一方の電極接触部７ａ又は他方の電極接触部７ｂの各屈曲した部分の伸縮は、屈曲された方向に沿って生じ、太陽電池セル１０の配列方向には生じにくい。そのため、抵抗損失の低減の為にインターコネクタ７の厚みを厚くすることに伴い、インターコネクタの断面積が増加することにより、半導体基板１に印加される圧縮応力が厚みに応じて大きくなっても、或いは、バスバー部５ａとインターコネクタ７の一方の電極接触部７ａとの溶着や、裏面の集電電極６とインターコネクタ７の他方の電極接触部７ｂとの溶着に時間がかかって、熱膨張によりインターコネクタ７の伸びが大きくなっても、インターコネクタ７が太陽電池セル１０の表面と平行な方向に伸縮するのを抑えることができる。

従って、太陽電池セル１０の直列抵抗損失を低減するためにインターコネクタ７の厚みを厚くしても、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セル１０の半導体基板１に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止することができる。又、インターコネクタに形成された凹凸部により、表面の集電電極とインターコネクタとの間に部分的な隙間が形成されるため、全体をハンダで被覆したインターコネクタを用いても、半導体基板の反りを低減する効果を十分得ることができる。そのため、製造歩留りの低下を防止できると共に、インターコネクタを厚くすることができることから、太陽電池モジュールの抵抗損失を低減してＦ．Ｆ．を高めることができる。

又、上記の本発明の実施の形態における太陽電池モジュールでは、インターコネクタ７のセル間部７ｃにストレスリリースが形成されており、又、このストレスリリースの前後に遊びを設けている。従って、複数の太陽電池を配列する際、或いは、配列した複数の太陽電池を透明な充填剤により透明基板と裏面カバーの間に封入する際等に、インターコネクタ７が太陽電池セルのエッジを押さえつけることによってインターコネクタ７に生じる応力を逃がすことができる。そのため、インターコネクタ７が太陽電池セル１０のエッジを押さえつけることによって発生するセル割れ、かけ等を大幅に低減することができる。又、インターコネクタ７の一方の電極接触部７ａと他方の電極接触部７ｂとが波状に上下に屈曲して形成されていることと相俟って、熱膨張によりインターコネクタ７の伸びが大きくなっても、インターコネクタ７が太陽電池セル１０の配列方向に伸縮するのを抑えることができる。そのため、太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セル１０の半導体基板１に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止することができる。さらに、太陽電池モジュールが完成した後に、直射日光等によってインターコネクタが熱膨張しても、或いは、表面の透明基板と裏面カバーとの間の透明な充填材料の伸縮が起こっても、インターコネクタ７が太陽電池セル１０の配列方向に伸縮するのを抑えることができる。そのため、太陽電池モジュールの信頼性を高め、寿命を延ばすことができる。

又、上記の遊びを設けたことにより、製造過程および太陽電池モジュール完成後に生じる歪等に起因する上下方向や太陽電池セルの配列方向向きのテンションが太陽電池セル１にかかっても、これを吸収したり緩和したりすることができ、上記に挙げたストレスリリースの利点をさらに効果的に発揮することができる。

上記の本発明の実施の形態における太陽電池、又は、太陽電池モジュールでは、インターコネクタ７における電極接触部７ａ，７ｂを、上下に屈曲させており、電極接触部７ａ，７ｂの形状の加工が容易に行なえる利点がある。しかし、電極接触部７ａ，７ｂの形状は、これには限られず、凹凸状の形状であれば、いかなる形状をも採用することができる。図６の（ａ）〜（ｈ）は、電極接触部７ａ，７ｂの形状の他の例を模式的に示したものである。例えば、図６の（ａ）のような半円を横に連続して並べたアーチ型又は、図６の（ｆ）のような反アーチ型とした形状、或いは、部分的な突起型又は、部分的なへこみ型とした形状等を用いるようにしてもよい。

又、上記の本発明の実施の形態における太陽電池、又は、太陽電池モジュールでは、インターコネクタ７における一方の電極接触部７ａ及び他方の電極接触部７ｂの各全体に凹凸部分を設けているが、一方の電極接触部７ａ又は他方の電極接触部７ｂのみとしてもよく、或いは、一方の電極接触部７ａ又は他方の電極接触部７ｂ、若しくは双方の一部のみに凹凸部分を設けるようにしてもよい。

又、上記の本発明の実施の形態における太陽電池、又は、太陽電池モジュールでは、インターコネクタ７のセル間部７ｃには、ストレスリリースを形成しているが、セル間部７ｃの形状としてはこれには限られず、例えば、直線形状としてもよい。

本発明の太陽電池及び太陽電池モジュールは、抵抗損失の低減の為にインターコネクタの厚みを厚くしても、太陽電池や太陽電池モジュールの製造過程で、太陽電池セルの半導体基板に大きな反りが生じたり、セル割れや電極剥がれ等が発生したりするのを防止し、製造歩留りの低下を防止するのに、有効に利用することができる。

本発明の実施の形態における太陽電池の平面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の実施の形態における太陽電池モジュールの断面図である。 本発明の実施の形態における太陽電池モジュールに使用されるインターコネクタのセル間部の拡大図である。 本発明の実施の形態における太陽電池モジュールの製造に使用されるリフロー方式の説明図である。 （ａ）〜（ｈ）は、インターコネクタの電極接触部の形状の他の例を示した説明図である。 従来例の太陽電池の平面図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 従来例の太陽電池モジュールの断面図である。

符号の説明

１ 半導体基板
２ Ｎ型領域
３ Ｐ型領域
４ 半導体接合部
５ 表面の集電電極
５ａ バスバー部
５ｂ フィンガー部
６ 裏面の集電電極
７ インターコネクタ
７ａ，７ｂ 電極接触部
７ｃ セル間部
７ｄ， ７ｅ エッジ部
７ｆ，７ｇ 遊び部
８ 高温ＳＵＳ板
１０，１０ａ，１０ｂ 太陽電池セル
１１ 半導体基板
１２ Ｎ型領域
１３ Ｐ型領域
１４ 半導体接合部
１５ 表面の集電電極
１５ａ バスバー部
１５ｂ フィンガー部
１６ 裏面の集電電極
１７ インターコネクタ
１７ａ ，１７ｂ 電極接触部
１７ｃ セル間部
２０ 太陽電池セル

Claims (13)

1. 集電電極が形成された太陽電池セルを有し、前記太陽電池セルの集電電極にインターコネクタが接続された太陽電池において、前記インターコネクタに凹凸部が形成されていることを特徴とする太陽電池。
2. 複数の太陽電池セルが配列されていると共に、互いに隣接する前記太陽電池セルがインターコネクタによって接続されている太陽電池モジュールにおいて、前記インターコネクタに凹凸部が形成されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
3. 前記太陽電池セル及び前記インターコネクタが、透明基板と裏面カバーとの間に挟まれて構成されていることを特徴とする請求項２記載の太陽電池モジュール。
4. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セルの表面又は裏面に位置する部分の少なくとも一部が凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の太陽電池、若しくは、請求項２又は３記載の太陽電池モジュール。
5. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セル間となる部分が直線形状であることを特徴とする請求項１又は４記載の太陽電池、若しくは、請求項２から４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セル間となる部分にストレスリリースが形成されていることを特徴とする請求項１、４又は５記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
7. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セルの表面に位置する部分の一部、又は、前記太陽電池セルの裏面に位置する部分の一部のみが、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項４〜６のいずれか１項に記載の太陽電池。
8. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セルの表面に位置する部分の一部、及び、前記太陽電池セルの裏面に位置する部分の一部のみが、凹凸形状に形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
9. 前記インターコネクタは、前記太陽電池セルのエッジ部分が平坦であり、その平坦部を除く部分の当該インターコネクタの表側及び裏側に凹凸が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項４〜７のいずれか１項に記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜６又は請求項８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
10. 前記インターコネクタの凹凸が波型形状であることを特徴とする請求項１又は請求項４〜７又は請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜６又は請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
11. 前記インターコネクタの凹凸がアーチ型又は反アーチ型であることを特徴とする請求項１又は請求項４〜７又は請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜６又は請求項８又は請求項９のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
12. 前記インターコネクタの凹凸が部分的な突起型又は、部分的なへこみ型であることを特徴とする請求項１、請求項４〜７又は請求項９〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜６又は請求項８〜１１のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
13. 前記インターコネクタの凹凸のピッチが、前記太陽電池セルの１辺の長さ未満で、凹凸の高さが２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１、請求項４〜７又は請求項９〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池、若しくは、請求項２〜６、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

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