以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
本明細書において、太陽電池素子の「表面」とは、その反対側の面である「裏面」に比べ、光が多く内部へ入射可能な面を意味(50%超過〜100%の光が表面から内部に入射する)、し、「裏面」側から光が内部に全く入らない場合も含む。また太陽電池モジュールの「表面」とは、太陽電池素子の「表面」と対向する側の光が入射可能な面を意味し、「裏面」とはその反対側の面を意味する。また、「第1の部材上に第2の部材を設ける」などの記載は、特に限定を付さない限り、第1および第2の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。即ち、この記載は、第1および第2の部材の間に他の部材が存在する場合を含む。また、「略**」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
(実施の形態1)
[1−1.太陽電池モジュールの基本構成]
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図1を用いて説明する。
図1は、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1の概観平面図である。同図に示された太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池素子11と、タブ配線20と、わたり配線30と、枠体50とを備える。
太陽電池素子11は、受光面に2次元状に配置され、光照射により電力を発生する平板状の光起電力セルである。
タブ配線20は、太陽電池素子11の表面に配置され、列方向に隣り合う太陽電池素子11を電気的に接続する配線部材である。なお、タブ配線20は、光入射側の面に光拡散形状を有していてもよい。光拡散形状とは、光拡散機能を有する形状である。この光拡散形状により、タブ配線20上に入射した光をタブ配線20の表面で拡散し、当該拡散光を太陽電池素子11に再配光できる。
わたり配線30は、太陽電池ストリングどうしを接続する配線部材である。なお、太陽電池ストリングとは、列方向に配置されタブ配線20により接続された複数の太陽電池素子11の集合体である。なお、わたり配線30の光入射側の面に、光拡散形状が形成されていてもよい。これにより、太陽電池素子11と枠体50との間に入射した光をわたり配線30の表面で拡散し、当該拡散光を太陽電池素子11に再配光できる。
枠体50は、複数の太陽電池素子11が2次元配列されたパネルの外周部を覆う外枠部材である。
また、図示していないが、隣り合う太陽電池素子11の間に、光拡散部材が配置されていてもよい。これにより、太陽電池素子11の間の隙間領域へ入射した光を、太陽電池素子11へと再配光できるので、太陽電池素子11の集光効率が向上する。よって、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
[1−2.太陽電池素子の構造]
太陽電池モジュール1の主たる構成要素である太陽電池素子11の構造について説明する。
図2は、実施の形態1に係る太陽電池素子11の平面図である。同図に示すように、太陽電池素子11は、平面視において略正方形状である。太陽電池素子11は、例えば、縦125mm×横125mm×厚み200μmである。また、太陽電池素子11の表面上には、ストライプ状の複数のバスバー電極112が互いに平行に形成され、バスバー電極112と直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極111が互いに平行に形成されている。バスバー電極112およびフィンガー電極111は、集電極110を構成する。
集電極110は、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子などの導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。
なお、バスバー電極112の線幅は、例えば、150μmであり、フィンガー電極111の線幅は、例えば、100μm であり、フィンガー電極111のピッチは、例えば、2mmである。また、バスバー電極112の上には、タブ配線20が接合されている。
図3は、実施の形態1に係る太陽電池素子11の積層構造を表す断面図である。なお、同図は、図2における太陽電池素子11のIII−III断面図である。図3に示すように、n型単結晶シリコンウエハ101の主面上にi型非晶質シリコン膜121およびp型非晶質シリコン膜122が、この順で形成されている。n型単結晶シリコンウエハ101、i型非晶質シリコン膜121およびp型非晶質シリコン膜122は、光電変換層を形成し、n型単結晶シリコンウエハ101が主たる発電層となる。さらに、p型非晶質シリコン膜122上に、受光面電極102が形成されている。図2に示したように、受光面電極102上には、複数のバスバー電極112および複数のフィンガー電極111からなる集電極110が形成されている。なお、図3では、集電極110のうち、フィンガー電極111のみが示されている。
また、n型単結晶シリコンウエハ101の裏面には、i型非晶質シリコン膜123およびn型非晶質シリコン膜124が、この順で形成されている。さらに、n型非晶質シリコン膜124上に、受光面電極103が形成され、受光面電極103上に、複数のバスバー電極112および複数のフィンガー電極111からなる集電極110が形成されている。
なお、p型非晶質シリコン膜122がn型単結晶シリコンウエハ101の裏面側に、n型非晶質シリコン膜124がn型単結晶シリコンウエハ101の受光面側にそれぞれ形成されていてもよい。
なお、図3に示すように、裏面のフィンガー電極111のピッチは、表面のフィンガー電極のピッチよりも小さくてもよい。言い換えると、裏面のフィンガー電極111の本数は、表面のフィンガー電極の本数よりも多くてもよい。つまり、裏面に形成された集電極の面積占有率は、表面に形成された集電極の面積占有率よりも高くてもよい。ここで、集電極の面積占有率とは、平面視における太陽電池素子11の面積に対する、平面視におけるバスバー電極112およびフィンガー電極111のトータル面積の割合である。
裏面における上記電極配置の場合、裏面における集電効率は増加するが、表面に比べて遮光ロスが増加する。しかしながら、本実施の形態に係る太陽電池素子11は受光面が表面である片面受光型であるので、裏面における遮光ロスの増加が与える影響よりも、裏面における集電効率の増加が与える影響のほうが大きい。よって、太陽電池素子11の集電効果を向上させることが可能となる。
本実施の形態に係る太陽電池素子11は、pn接合特性を改善するために、n型単結晶シリコンウエハ101とp型非晶質シリコン膜122またはn型非晶質シリコン膜124との間に、i型非晶質シリコン膜121を設けた構造を有している。
本実施の形態に係る太陽電池素子11は、片面受光型であり、n型単結晶シリコンウエハ101の表面側の受光面電極102が受光面となる。n型単結晶シリコンウエハ101において発生したキャリアは、光電流として表面側および裏面側の受光面電極102および103に拡散し、集電極110で収集される。
受光面電極102および103は、例えば、ITO(インジウム錫酸化物)、SnO2(酸化錫)、ZnO(酸化亜鉛)などからなる透明電極である。なお、裏面側の受光面電極103は、透明でない金属電極であってもよい。また、裏面側の集電極としては、集電極110の代わりに、受光面電極103上の全面に形成された電極を用いてもよい。
なお、本実施の形態に係る太陽電池素子は、両面受光型であってもよい。この場合には、n型単結晶シリコンウエハ101の表面側の受光面電極102および裏面側の受光面電極103がそれぞれ受光面となる。n型単結晶シリコンウエハ101において発生したキャリアは、光電流として表面側および裏面側の受光面電極102及び103に拡散し、集電極110で収集される。また、受光面電極102及び103は、透明電極である。
[1−3.太陽電池モジュールの構造]
次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1の具体的構造について説明する。
図4は、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1の列方向における構造断面図である。具体的には、図4は、図1の太陽電池モジュール1におけるIV−IV断面図である。同図に示された太陽電池モジュール1は、表面および裏面に集電極110が形成された太陽電池素子11と、タブ配線20と、接着部材40と、表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bと、表面保護部材80および裏面保護部材90とを備える。
タブ配線20は、長尺状の導電性配線であって、例えば、リボン状の金属箔である。タブ配線20は、例えば、銅箔や銀箔等の金属箔の表面全体を銀または半田等で被覆したものを所定の長さに短冊状に切断することによって作製することができる。列方向に隣接する2つの太陽電池素子11において、一方の太陽電池素子11の表面に配置されたタブ配線20は、他方の太陽電池素子11の裏面にも配置される。より具体的には、タブ配線20の一端部の下面は、一方の太陽電池素子11の表面側のバスバー電極112(図2参照)に、バスバー電極112の長尺方向にそって接合される。また、タブ配線20の他端部の上面は、他方の太陽電池素子11の裏面側のバスバー電極に、バスバー電極112の長尺方向にそって接合される。これにより、列方向に配置された複数の太陽電池素子11からなる太陽電池ストリングは、当該複数の太陽電池素子11が列方向に直列接続された構成となっている。
タブ配線20とバスバー電極112(図2参照)とは、接着部材40により接合される。つまり、接着部材40は、バスバー電極112とタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112とタブ配線20とを接着する。これにより、タブ配線20は、接着部材を介して太陽電池素子11に接続される。
接着部材40としては、例えば、導電性接着ペースト、導電性接着フィルム、異方性導電フィルム、又は導電性粘着テープ等を用いることができる。導電性接着剤ペーストは、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはウレタン樹脂等の熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させたペースト状の接着剤である。導電性接着フィルムおよび異方性導電フィルムは、熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させてフィルム状に形成されたものである。また、接着部材40としては、非導電性の接着剤を用いることも可能である。この場合には、樹脂接着剤の塗布厚みを適切に設計することにより、熱圧着時の加圧時に樹脂接着剤が軟化し、バスバー電極112の表面とタブ配線20とを直接接触させて電気的に接続させることができる。
この構成により、複数のフィンガー電極111は、太陽電池素子11で生成された受光電荷を集電し、バスバー電極112は、複数のフィンガー電極111のそれぞれと交差する方向に延びるように形成され、当該受光電荷をタブ配線20に伝達する。
また、図4に示すように、複数の太陽電池素子11の表面側には表面保護部材80が配設され、裏面側には裏面保護部材90が配設されている。そして、複数の太陽電池素子11を含む面と表面保護部材80との間には表面充填部材70Aが配置され、複数の太陽電池素子11を含む面と裏面保護部材90との間には裏面充填部材70Bが配置されている。表面保護部材80および裏面保護部材90は、それぞれ、表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bにより固定されている。
表面保護部材80は、太陽電池素子11の表面側に配置された保護部材である。表面保護部材80は、太陽電池モジュール1の内部を風雨や外部衝撃、火災などから保護し、太陽電池モジュール1の屋外暴露における長期信頼性を確保するための部材である。この観点から表面保護部材80は、例えば、透光性および遮水性を有するガラス、フィルム状または板状の硬質の透光性および遮水性を有する樹脂部材などを用いることができる。
裏面保護部材90は、太陽電池素子11の裏面側に配置された保護部材である。裏面保護部材90は、太陽電池モジュール1の裏面を外部環境から保護する部材であり、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルム、または、Al箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
表面充填部材70Aは、複数の太陽電池素子11と表面保護部材80との間の空間に充填された充填材であり、裏面充填部材70Bは、複数の太陽電池素子11と裏面保護部材90との間の空間に充填された充填材である。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bは、太陽電池素子11を外部環境から遮断するための封止機能を有している。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bの配置により、屋外設置が想定される太陽電池モジュール1の高耐熱性および高耐湿性を確保することが可能となる。
表面充填部材70Aは、封止機能を有する透光性の高分子材料からなる。表面充填部材70Aの高分子材料は、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)等の透光性樹脂材料が挙げられる。
裏面充填部材70Bは、封止機能を有する高分子材料からなる。ここで、裏面充填部材70Bは、例えば、白色加工されている。裏面充填部材70Bの高分子材料は、例えば、EVA等が白色加工された樹脂材料が挙げられる。
なお、製造工程の簡素化および表面充填部材70Aと裏面充填部材70Bとの界面の密着性といった観点から、表面充填部材70Aと裏面充填部材70Bとは、同じ材料系であることが好ましい。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bは、複数の太陽電池素子11(セルストリング)を挟んだ2つの樹脂シート(透光性のEVAシートと白色加工されたEVAシート)をラミネート処理(ラミネート加工)することで形成される。
[1−4.タブ配線と太陽電池素子との接着構造]
図5Aは、実施の形態1に係る太陽電池素子11の列方向における構造断面図である。より具体的には、図5Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した断面図である。同図に示すように、バスバー電極112とタブ配線20とは、接着部材40により接着されている。
また、図5Bは、従来の太陽電池素子の列方向における構造断面図である。図5Bに示すように、従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池素子11とタブ配線20とが、接着部材540により、タブ配線20の長尺方向における太陽電池素子11の全域にわたり一様に接着されている。このため、温度サイクルにより太陽電池素子11およびタブ配線20が膨張および収縮を繰り返すと、太陽電池セル間においてタブ配線20または太陽電池セルにストレスが生じる可能性がある。
これに対して、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1では、バスバー電極112とフィンガー電極111とが交差する交差部分Pxにおけるバスバー電極112の膜厚は、隣り合う交差部分Pxで挟まれたバスバー電極112の非交差部分Pyの膜厚よりも厚いことを特徴とする。この構成によれば、バスバー電極112とタブ配線20とは、交差部分Pxで最近接して電気的に導通状態となり、非交差部分Pyではバスバー電極112とタブ配線20とは接着部材40を介して離間する。つまり、バスバー電極112とタブ配線20とは、バスバー電極112の長尺方向に断続的に接触または最近接することとなる。言い換えれば、非交差部分Pyにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間に介在する樹脂材料(接着部材40)の量(厚さ)は、交差部分Pxにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間に介在する接着部材40の量(厚さ)よりも多い(厚い)。このため、太陽電池素子11およびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、非交差部分Pyにより緩和できる。よって、太陽電池素子間のタブ配線20および太陽電池素子のストレスを低減できる。
なお、バスバー電極112とタブ配線20とが交差部分Pxで電気的に導通していれば、太陽電池素子11内部で生成されフィンガー電極111で集電された受光電荷をタブ配線20に伝達することが可能である。よって、非交差部分Pyでは、バスバー電極112とタブ配線20とは、接着部材40を介して接着されていなくてもよい。
図5Cは、実施の形態1に係る太陽電池素子の列方向における構造断面の変形例を示す図である。同図に示されたように、例えば、接着部材40が樹脂からなる非導電性の接着剤である場合には、交差部分Pxにてバスバー電極112の表面とタブ配線20とを直接接触させて電気的に接続させればよい。これにより、バスバー電極112とタブ配線20とは、タブ配線20の長尺方向に断続的に接触することとなり、交差部分Pxにて電気的接続を確保しつつ、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、非交差部分Pyにより緩和できる。
また、非交差部分Pyにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間には、接着部材40が介在しているのではなく、表面充填部材70Aまたは裏面充填部材70Bが介在していてもよい。
[1−5.実施の形態1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図6は、実施の形態1に係る太陽電池素子11Aの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図6は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図6の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Aの表面には、バスバー電極112Aと、バスバー電極112Aと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Aとが配置されている。また、バスバー電極112Aとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Aとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図6の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Aと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aと対向する領域に形成されている。
ここで、バスバー電極112Aとフィンガー電極111Aとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Aの電極幅W1sは、フィンガー電極111Aの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広い。
フィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aは、前述したように、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子などの導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成される。この場合、フィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。このため、スクリーンマスクの線幅を相対的に広くすると、印刷形成された電極の線幅が相対的に広くなるとともに、膜厚を相対的に厚くすることが可能である。ここで、電極の膜厚を制御する手法としては、例えば、スクリーン印刷時に使用されるスクリーン版のメッシュ、および、乳剤の仕様を調整した上で乳剤の開口を狭くする、または、広くすることにより、ペースト吐出量を減らす、または、増やすことが挙げられる。これにより、電極の膜厚を薄くする、または、厚くするという制御を積極的に実行することが可能となる。
フィンガー電極111Aの交差部分Pxおよび非交差部分Pzにおける電極幅の差異(W1s>W1n)、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Aの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111Aの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図6の断面図に示すように、バスバー電極112Aの交差部分Pxは、バスバー電極112Aの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Aとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Aとが接合される。
バスバー電極112Aの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Aとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Aとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Aおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Aとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Aとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Aとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11A間のタブ配線20および太陽電池素子11Aのストレスを低減できる。
なお、図6において、隣り合うフィンガー電極111Aの間に、フィンガー電極111Aと平行な方向に延び、バスバー電極112Aと交差し、フィンガー電極111Aよりも短い電極群が配置されていてもよい。この電極群は、タブ配線20と太陽電池素子11Aとの接着を補強するためのものであるが、当該電極群をフィンガー電極111Aとみなしてもよい。つまり、バスバー電極112と電極群とが交差する交差部分におけるバスバー電極112の膜厚は、隣り合う交差部分で挟まれたバスバー電極112の非交差部分の膜厚よりも厚くてもよい。これにより、上記交差部分にて電気的接続を確保しつつ、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、上記非交差部分により緩和できる。また、以降の実施の形態およびその変形例においても、同様に、複数のフィンガー電極の間に配置された電極群をフィンガー電極とみなすことが可能であり、同様の効果を奏することが可能となる。
また、図6において、交差部分Pxのフィンガー電極111Aの延伸方向の長さは、タブ配線20の幅より大きくても小さくてもよい。但し、交差部分Pxが太陽電池素子11Aに入射する光を遮らないように、交差部分Pxの上記延伸方向の長さは、タブ配線20の幅よりも小さい(交差部分Pxがタブ配線20に覆われる)ことが好ましい。
[1−6.実施の形態1の変形例1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図7は、実施の形態1の変形例1に係る太陽電池素子11Bの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図7は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Bの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、バスバー電極112Bの構成のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図7の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Bの表面には、バスバー電極112Bと、バスバー電極112Bと交差し互いに平行な複数のフィンガー電極111Bとが配置されている。また、バスバー電極112Bとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Bとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図7の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Bと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Bおよびバスバー電極112Bと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112Bは、タブ配線20が配置された長尺方向に平行な直線形状ではなく、当該長尺方向に対して斜め方向に延びる成分を有し、フィンガー電極111Bと交差するごとに当該斜め方向を転換するジグザグ形状を有している。
ここで、バスバー電極112Bとフィンガー電極111Bとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Bの電極幅W1sは、フィンガー電極111Bの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広い。
フィンガー電極111Bの、交差部分Pxおよび非交差部分Pzの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Bの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111Bの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図7の断面図に示すように、バスバー電極112Bの交差部分Pxは、バスバー電極112Bの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Bの長尺方向における上記膜厚分布によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Bとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Bとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介在して離間している。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Bおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Bとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Bとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、太陽電池素子11B間のタブ配線20および太陽電池素子11Bのストレスを低減できる。
[1−7.実施の形態1の変形例2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図8は、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池素子11Cの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図8は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Cの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、特徴的な電極構成が形成された領域をセル端部領域に特定している点のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図8の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Cの表面には、バスバー電極112Cと、バスバー電極112Cと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111CCおよび111CPとが配置されている。また、バスバー電極112Cとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Cとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図8の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Cと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111CC、1111CP、およびバスバー電極112Aと対向する領域に形成されている。
フィンガー電極111CCは、太陽電池素子11Cの中央領域Acに形成されており、フィンガー電極111CPは、太陽電池素子11Cの端部領域Apに形成されている。
ここで、バスバー電極112Cとフィンガー電極111CPとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111CPの電極幅W1psは、フィンガー電極111CPの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1pnよりも広い。
フィンガー電極111CPの、交差部分Pxおよび非交差部分Pzの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおいて、フィンガー電極111CPの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111CPの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図8の断面図に示すように、端部領域Apにおけるバスバー電極112Cの交差部分Pxは、バスバー電極112Cの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Cの長尺方向における上記膜厚分布によれば、端部領域Apにおける交差部分Pxでは、バスバー電極112Cとタブ配線20とが接触または最近接し、端部領域Apにおける非交差部分Pyでは、バスバー電極112Cとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Bおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Bとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Bとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Cの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11C間のタブ配線20および太陽電池素子11Cのストレスをより効果的に低減できる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る太陽電池モジュールでは、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1と同様に、バスバー電極のフィンガー電極と交差する交差部分Pxがバスバー電極の非交差部分Pyよりも厚いことを特徴とする。これを実現するため、実施の形態1では、交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Aの電極幅W1sを、フィンガー電極111Aの非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広くしている。これに対して、本実施の形態では、バスバー電極の電極幅を、フィンガー電極の電極幅よりも狭くしている。
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成などは、実施の形態1に係るそれらと同様であるため説明を省略し、以下、実施の形態1と異なる太陽電池素子11Dの電極構成および断面構造を中心に説明する。
[2−1.実施の形態2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Aは、実施の形態2に係る太陽電池素子11Dの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図9Aの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Dの表面には、バスバー電極112Dと、バスバー電極112Dと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Dとが配置されている。また、バスバー電極112Dとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Dとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Aの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Dと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dと対向する領域に形成されている。
ここで、バスバー電極112Dの電極幅W2nは、フィンガー電極111Dの電極幅W1nよりも狭い。
フィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。このため、スクリーンマスクの線幅を相対的に広くすると、印刷形成された電極の線幅が相対的に広くなるとともに、膜厚も相対的に厚くなる。
バスバー電極112Dとフィンガー電極111Dとの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Dの膜厚は、バスバー電極112Dの膜厚よりも厚くなる。
よって、図9Aの断面図に示すように、バスバー電極112Dの交差部分Pxは、バスバー電極112Dの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Dとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Dとが接合される。
バスバー電極112Dの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Dとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Dとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Dおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Dとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Dとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Dとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11D間のタブ配線20および太陽電池素子11Dのストレスを低減できる。
[2−2.実施の形態2の変形例1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Bは、実施の形態2の変形例1に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Bは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Hの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Bの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Hの表面には、バスバー電極112Hと、バスバー電極112Hと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111HCおよび111HPとが配置されている。また、バスバー電極112Hとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Hとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Bの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Hと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111HC、1111HP、およびバスバー電極112Hと対向する領域に形成されている。
フィンガー電極111HCは、太陽電池素子11Hの中央領域Acに形成されており、フィンガー電極111HPは、太陽電池素子11Hの端部領域Apに形成されている。
ここで、フィンガー電極111HPの電極幅W1npは、フィンガー電極111HCの電極幅W1ncよりも広い。
フィンガー電極111HPおよび111HCの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおけるフィンガー電極111HPとバスバー電極112Hとの交差部分Pxpにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111HCとバスバー電極112Hとの交差部分Pxcにおける電極膜厚よりも厚くなる。
上記電極膜厚の関係を有するバスバー電極112Hに対して、タブ配線20を接着した場合、図9Bの断面図に示すような断面構造となる。つまり、端部領域Apにおけるフィンガー電極111HPとバスバー電極112Hとの非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111HCとバスバー電極112Hとの非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離よりも大きくなる。
また、図9Bの下段には、非交差部分PypおよびPycをフィンガー電極の延伸方向で切断した断面図が表されている。ここで、(1)非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離が非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離よりも大きいこと、および、(2)非交差部分Pypにおける接着部材40の断面積Spと、非交差部分Pycにおける接着部材40の断面積Scとが等しい、ことから、非交差部分Pypにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wp40は、非交差部分Pycにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wc40よりも狭くなる。
よって、端部領域Apにおける非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの接着強度は、端部領域Acにおける非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの接着強度よりも低くなる。
タブ配線20とバスバー電極112Hとの上記接着構造によれば、交差部分PxpおよびPxcでは、バスバー電極112Hとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分PypおよびPycでは、バスバー電極112Hとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。さらに、非交差部分Pypのほうが非交差部分Pycよりも上記接着強度は低い。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Hおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Hとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Hとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Hの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11H間のタブ配線20および太陽電池素子11Hのストレスをより効果的に低減できる。
[2−3.実施の形態2の変形例2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Cは、実施の形態2の変形例2に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Cは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Jの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Cの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Jの表面には、バスバー電極112JCおよび112JPと、バスバー電極112JCまたは112JPと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Jとが配置されている。また、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Cの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Jと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111J、ならびに、バスバー電極112JCおよび112JPと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112JCは、太陽電池素子11Jの中央領域Acに形成されており、バスバー電極112JPは、太陽電池素子11Jの端部領域Apに形成されている。
ここで、バスバー電極112JPの電極幅W2npは、バスバー電極112JCの電極幅W2ncよりも狭い。
バスバー電極112JCおよび112JPの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JPとの交差部分Pxpにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JCとの交差部分Pxcにおける電極膜厚よりも薄くなる。また、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JPとの非交差部分Pypにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JCとの非交差部分Pycにおける電極膜厚よりも薄くなる。
上記電極膜厚の関係を有するバスバー電極112JCおよび112JPに対して、タブ配線20を接着した場合、図9Cの断面図に示すような断面構造となる。
また、図9Cの下段には、非交差部分PypおよびPycをフィンガー電極の延伸方向で切断した断面図が表されている。ここで、(1)非交差部分Pypにおけるバスバー電極112JPの断面積が非交差部分Pycにおけるバスバー電極112JCの断面積よりも小さいこと、および、(2)非交差部分Pypにおける接着部材40の断面積Spと、非交差部分Pycにおける接着部材40の断面積Scとが等しい、ことから、非交差部分Pypにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wp40は、非交差部分Pycにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wc40よりも狭くなる。
よって、端部領域Apの非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112JPとの接着強度は、端部領域Acの非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112JCとの接着強度よりも低くなる。
タブ配線20とバスバー電極112JCおよび112JPとの上記接着構造によれば、交差部分PxpおよびPxcでは、バスバー電極112JPおよび112JCとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分PypおよびPycでは、バスバー電極112JPおよび112JCとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。さらに、非交差部分Pypのほうが非交差部分Pycよりも上記接着強度は低い。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Jおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Jとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Jの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11J間のタブ配線20および太陽電池素子11Jのストレスをより効果的に低減できる。
[2−4.実施の形態2の変形例3に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図10は、実施の形態2の変形例3に係る太陽電池素子11Eの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図10は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Eの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、バスバー電極112Eの配置構成のみが異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図10の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Eの表面には、バスバー電極112Eと、バスバー電極112Eと交差し互いに平行な複数のフィンガー電極111Eとが配置されている。また、バスバー電極112Eとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Eとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図10の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Eと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Eおよびバスバー電極112Eと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112Eは、タブ配線20が配置された長尺方向に延びる、互いに平行な2本の配線で形成されている。
ここで、バスバー電極112Eを形成する2本の配線のそれぞれの電極幅W2nは、フィンガー電極111Eの電極幅W1nよりも広い。
バスバー電極112Eを形成する配線とフィンガー電極111Eとの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Eの膜厚は、バスバー電極112Eを形成する配線の膜厚よりも厚くなる。
よって、図10の断面図に示すように、バスバー電極112Eの交差部分Pxは、バスバー電極112Eの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Eの長尺方向における上記膜厚分布によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Eとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Eとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介在して離間している。
さらに、バスバー電極112Eの電極幅をフィンガー電極111Eの電極幅よりも狭くした分、バスバー電極112Eを形成する配線を複数配置することにより、バスバー電極112Eの導電率を向上させることが可能となる。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Eおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Eとタブ配線20との電気的導通を確保し、バスバー電極112Eの導電率を向上させつつ、太陽電池素子11Eとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、太陽電池素子11E間のタブ配線20および太陽電池素子11Eのストレスを低減できる。
(実施の形態3)
[3−1.実施の形態3に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図11Aは、実施の形態3に係る太陽電池素子11Fの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図11Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図11Aの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Fの表面には、バスバー電極112Fと、バスバー電極112Fと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Fとが配置されている。また、バスバー電極112Fとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Fとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図11Aの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Fと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fと対向する領域に形成されている。
ここで、複数のフィンガー電極111Fの膜厚t1nは、バスバー電極112Fの膜厚t2nよりも厚い。
フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。本実施の形態では、フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fの形成にあたり、複数回のスクリーン印刷が実行されている。例えば、1回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112Fおよび1層目のフィンガー電極111F1を形成する。その後、2回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112F上には電極層を形成せず、1層目のフィンガー電極111F1上のみに、2層目のフィンガー電極111F2を形成する。
上記製法により、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くすることなく、フィンガー電極111Fの膜厚は、バスバー電極112Fの膜厚よりも厚くなる。よって、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くした場合と比較して、遮光ロスを低減することが可能となる。
よって、図11Aの断面図に示すように、バスバー電極112Fの交差部分Pxは、バスバー電極112Fの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Fとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Fとが接合される。
バスバー電極112Fの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Fとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Fとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Fおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Fとタブ配線20との電気的導通を確保し、また遮光ロスを低減しつつ、上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Fとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11F間のタブ配線20および太陽電池素子11Fのストレスを低減できる。
[3−2.実施の形態3の変形例に係る集電極の形成工程]
本変形例では、実施の形態3で示した集電極のスクリーン印刷法と異なる工程を有するスクリーン印刷法を説明する。
図11Bは、実施の形態3の変形例に係る太陽電池素子11Kの電極形成工程を示す図である。太陽電池素子11Kを平面視した場合の電極構成は、実施の形態3に係る太陽電池素子11Fを平面視した場合の電極構成と同じである。
図11Bに示すように、太陽電池素子11Kの表面には、バスバー電極112Kと、バスバー電極112Kと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111K1および111K2とが配置されている。複数のフィンガー電極111K1は、例えば、全てのフィンガー電極のうち、奇数番目に配置されたフィンガー電極であり、複数のフィンガー電極111K2は、例えば、全てのフィンガー電極のうち、偶数番目に配置されたフィンガー電極である。
ここで、図11BのA−A断面図に示すように、複数のフィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分の電極膜厚は、複数のフィンガー電極111K1およびバスバー電極112Kの電極膜厚よりも厚い。
フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。本変形例では、フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kの形成にあたり、複数回のスクリーン印刷が実行されている。例えば、1回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112Kおよびフィンガー電極111K1を形成する。その後、2回目のスクリーン印刷で、フィンガー電極111K2を形成する。
上記製法により、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くすることなく、複数のフィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分の膜厚は、バスバー電極112Kおよびフィンガー電極111Kの膜厚よりも厚くなる。
よって、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くした場合と比較して、遮光ロスを低減することが可能となる。
このようにして形成された太陽電池素子11Kに、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料を、バスバー電極112Kとタブ配線20との間に挟んで熱圧着する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Kとが接合される。
バスバー電極112Kの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、フィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分では、バスバー電極112Kとタブ配線20とが接触または最近接し、それ以外の部分では、バスバー電極112Kとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Kおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Kとタブ配線20との電気的導通を確保し、また遮光ロスを低減しつつ、上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Kとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11K間のタブ配線20および太陽電池素子11Kのストレスを低減できる。
なお、実施の形態3およびその変形例に係る太陽電池素子の電極形成工程において、使用する導電性ペーストの材料としては、例えば、Ag、Cu、Niの少なくとも1つを含む導電性ペースト、AgコートNi粉末、または、AgコートCu粉末等の導電性粒子を含む導電性ペーストなどが挙げられる。なお、1回目のスクリーン印刷と2回目のスクリーン印刷とで、使用する導電性ペーストの材料を同一にしなくてもよい。例えば、バスバー電極およびフィンガー電極(の一部)が形成される1回目のスクリーン印刷では、集電効率を優先して抵抗率の低い導電性ペースト材料(Agペースト)を用い、フィンガー電極(の一部)のみが形成される2回目のスクリーン印刷では、コストを考慮して相対的に抵抗率が高く安価な導電性ペースト材料(AgコートNi粉末またはAgコートCu粉末等を含む導電性ペースト)を用いてもよい。
(その他の実施の形態)
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施の形態1〜3およびそれらの変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態およびそれらの変形例に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態1〜3およびそれらの変形例では、太陽電池素子11、11A〜11Kは、光起電力としての機能を有するものであればよく、太陽電池素子の構造に限定されない。
また、上記実施の形態1〜3およびそれらの変形例では、上述したような特徴を有する電極構成が、太陽電池素子の表面に施されている態様を示したが、上記特徴を有する電極構成は、太陽電池素子の裏面のみ、または、表面および裏面の双方に施されていてもよい。
また、バスバー電極およびフィンガー電極は、直線でなくてもよく曲線であってもよい。
上記実施の形態に係る太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池素子が面上に行列状配置された構成を示したが、行列状配置に限られない。例えば、円環状配置や1次元の直線状または曲線状に配置された構成であってもよい。
その他、上記実施の形態1〜3およびそれらの変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態1〜3およびそれらの変形例における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
なお、その他の実施の形態に係る太陽電池モジュールとして、以下のような電極構成が挙げられる。本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成などは、実施の形態1〜3に係るそれらと同様であるため説明を省略し、以下、実施の形態1と異なる太陽電池素子11Gの電極構成および断面構造を中心に説明する。
図12は、その他の実施の形態に係る太陽電池素子11Gの電極構成を示す平面図および断面図である。
図12の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Gの表面には、2本の平行なバスバー電極112Gと、バスバー電極112Gと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Gとが配置されている。ただし、2本のバスバー電極112Gとタブ配線20とは、受光面を平面視した場合に重ならないように、フィンガー電極111Gとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図12の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Gと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Gと対向する領域に形成されている。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、フィンガー電極111Gとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとが接合される。
タブ配線20とフィンガー電極111Gとを上記樹脂材料により接合することにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとの重複部分では、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが接触または最近接し、非重複部分では、タブ配線20と太陽電池素子11Gの表面とが、上記樹脂材料を介して離間する。なお、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが上記重複部分で電気的に導通していれば、太陽電池素子11G内部で生成されフィンガー電極111Gで集電された受光電荷をタブ配線20に伝達することが可能である。このため、非重複部分では、太陽電池素子11Gの表面とタブ配線20とは、接着部材40を介して接着されていなくてもよい。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Gおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Gとタブ配線20との熱膨張係数の差によりタブ配線20の長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極とタブ配線とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11G間のタブ配線20および太陽電池素子11Gのストレスを低減できる。
なお、図12において、バスバー電極112Gが形成されていない構成であってもよい。
図13は、その他の実施の形態に係る太陽電池素子11Lの電極構成を示す平面図および断面図である。
図13の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Lの表面には、バスバー電極がなく、互いに平行な複数のフィンガー電極111Gが配置されている。図13の断面図に示すように、複数のフィンガー電極111Gとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図13の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Lと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Gと対向する領域に形成されている。
タブ配線20とフィンガー電極111Gとを上記樹脂材料により接合することにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとの重複部分では、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが接触または最近接し、非重複部分では、タブ配線20と太陽電池素子11Lの表面とが、上記樹脂材料を介して離間する。上記接続構成によれば、太陽電池素子11Lおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Lとタブ配線20との熱膨張係数の差によりタブ配線20の長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極とタブ配線とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11L間のタブ配線20および太陽電池素子11Lのストレスを低減できる。
さらに、図13に記載された太陽電池素子11Lの電極構成に加え、図9Bに示すフィンガー電極の構成のように、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Gの電極幅が、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Gの電極幅よりも広くてもよい、または、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Gの膜厚が、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Gの膜厚よりも厚くてもよい。
上記電極膜厚の関係を有するフィンガー電極111Gに対して、タブ配線20を接着した場合、端部領域Apの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子表面との距離は、中央領域Acの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子表面との距離よりも大きくなる。
よって、端部領域Apの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子との接着強度は、端部領域Acの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子との接着強度よりも低くなる。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Lおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Lとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Lの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11L間のタブ配線20および太陽電池素子11Lのストレスをより効果的に低減できる。