JP6742000B2 - 太陽電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、太陽電池モジュールに関し、特に複数の太陽電池セルを含む太陽電池モジュールに関する。

太陽電池モジュールは、表面保護材と裏面保護材との間に、配線用のタブにより互いに電気的に接続された複数の太陽電池セルを備える。太陽電池セルは、光電変換部と、光電変換部上に積層された複数のフィンガー電極とを備える。光電変換部、フィンガー電極、タブの線膨張係数は異なるので、タブを太陽電池セルに半田付けする際の温度変化により、太陽電池セルとタブとの交差領域において応力が発生し、フィンガー電極の断線が発生しうる。フィンガー電極の断線が発生したとしても電気出力の低下を抑制するために、交差領域においてフィンガー電極が複数の枝部に分岐され、枝部の分岐点がタブから離間される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１５９８９５号公報

太陽電池モジュールの製造を簡易にするために、２つの透明部材が複数のワイヤによって接続されたワイヤフィルムを使用することがある。ワイヤフィルムを太陽電池モジュールに使用する場合、２つの透明部材のそれぞれが隣接の太陽電池セルに貼り付けられ、ワイヤが配線材として使用される。太陽電池セル上の集電極が銀ペーストで形成され、ワイヤの表面が低融点半田でコートされている場合、集電極とワイヤとの接着力が低くなる。接着力が低い場合、温度サイクル試験によってワイヤが太陽電池セルからはがれてしまうおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽電池セルと配線材との接着力を向上させる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、隣接する太陽電池セルを電気的に接続する複数の配線材とを備える。複数の太陽電池セルのそれぞれは、光電変換層と、光電変換層の表面において、複数の配線材が延びる方向に並べられる複数の集電極とを備える。複数の集電極において、複数の配線材が配置される部分の光電変換層からの高さは、光電変換層の中央部側よりも端部側において低く、複数の集電極において、端部側における集電極の表面粗さは、中央部側における集電極の表面粗さよりも小さい。

本発明によれば、太陽電池セルと配線材との接着力を向上できる。

本発明の実施例１に係る太陽電池モジュールの構造を示す平面図である。 図１の太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。 図１の太陽電池モジュールにおいて使用されるフィルムの斜視図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図１の太陽電池セルの構造を示す平面図である。 図５（ａ）−（ｆ）は、図４の太陽電池セルの部分的な構成を示す図である。 図６（ａ）−（ｄ）は、本発明の実施例２に係る太陽電池セルの部分的な構成を示す図である。

（実施例１）
本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例１は、複数の太陽電池セルがマトリックス状に配置された太陽電池モジュールに関する。太陽電池モジュールでは、第１保護部材と第２保護部材との間に封止部材が配置され、封止部材によって複数の太陽電池セルが封止される。その際、隣接した２つの太陽電池セルは、ワイヤフィルムによって接続される。ワイヤフィルムは、前述のごとく、２つの透明部材が複数のワイヤによって接続されており、各透明部材が隣接の太陽電池セルに貼り付けられる。ワイヤが配線材の役割を有するので、ワイヤが延びる方向に配置された複数の太陽電池セルを複数のワイヤフィルムで接続することによってストリングが形成される。このようなワイヤフィルムは、太陽電池モジュールの製造を簡易にするために使用される。一方、太陽電池セル上の集電極が銀ペーストで形成され、ワイヤの表面が低融点半田でコートされている場合、集電極とワイヤとの接着力が低くなる。接着力が低い場合、温度の上昇および下降を繰り返す温度サイクル試験を実行すると、ワイヤが太陽電池セルからはがれてしまうおそれがある。

ワイヤフィルムを使用する場合であっても、太陽電池セルとワイヤとの接着力を向上させるために、本実施例では、複数の集電極において複数のワイヤが配置される部分（以下、「交差領域」という）の高さは、太陽電池セルの中央部側よりも端部側において低くされる。集電極は、スクリーン印刷等によって形成される。低い部分を形成するために使用される銀ペーストの量は、高い部分を形成するために使用される銀ペーストの量よりも少なくなる。銀ペーストの量が少なくなるほど集電極の表面が滑らかになることによって、集電極とワイヤとの接触面積が増加する。つまり、本実施例では、太陽電池セルの中央部側の交差領域よりも端部側の交差領域において、集電極とワイヤとの接触面積を増加させる。ここで、接触面積の増加は接着力の増加につながる。なお、以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１は、本発明の実施例１に係る太陽電池モジュール１００の構造を示す平面図である。図１に示すように、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸からなる直角座標系が規定される。ｘ軸、ｙ軸は、太陽電池モジュール１００の平面内において互いに直交する。ｚ軸は、ｘ軸およびｙ軸に垂直であり、太陽電池モジュール１００の厚み方向に延びる。また、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のそれぞれの正の方向は、図１における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。太陽電池モジュール１００を形成する２つの主表面であって、かつｘ−ｙ平面に平行な２つの主表面のうち、ｚ軸の正方向側に配置される主平面が受光面であり、ｚ軸の負方向側に配置される主平面が裏面である。以下では、ｚ軸の正方向側を「受光面側」とよび、ｚ軸の負方向側を「裏面側」とよぶ。そのため、図１は、太陽電池モジュール１００の受光面側からの平面図であるといえる。

太陽電池モジュール１００は、太陽電池セル１０と総称される第１１太陽電池セル１０ａａ、・・・、第４６太陽電池セル１０ｄｆ、第１種配線材１４、第２種配線材１６、第３種配線材１８、フレーム２０と総称される第１フレーム２０ａ、第２フレーム２０ｂ、第３フレーム２０ｃ、第４フレーム２０ｄを含む。

第１フレーム２０ａは、ｘ軸方向に延び、第２フレーム２０ｂは、第１フレーム２０ａのｘ軸の正方向側端からｙ軸の負方向に延びる。また、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂのｙ軸の負方向側端からｘ軸の負方向に延び、第４フレーム２０ｄは、第３フレーム２０ｃのｘ軸の負方向側端と第１フレーム２０ａのｘ軸の負方向側端とを結ぶ。フレーム２０は、太陽電池モジュール１００の外周を囲んでおり、アルミニウム等の金属で形成される。ここで、第１フレーム２０ａ、第３フレーム２０ｃは、第２フレーム２０ｂ、第４フレーム２０ｄよりも長いので、太陽電池モジュール１００は、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に長い矩形状を有する。

複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、入射する光を吸収して光起電力を発生する。特に、太陽電池セル１０は、受光面において吸収した光から起電力を発生するとともに、裏面において吸収した光からも光起電力を発生する。太陽電池セル１０は、例えば、結晶系シリコン、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料によって形成される。太陽電池セル１０の構造は、特に限定されないが、ここでは、一例として、結晶シリコンとアモルファスシリコンとが積層されているとする。また、太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面において、四角形の形状を有するが、その他の形状、例えば、八角形の形状を有してもよい。図１では省略しているが、各太陽電池セル１０の受光面および裏面には、互いに平行にｙ軸方向に延びる複数のフィンガー電極が備えられる。

複数の太陽電池セル１０は、ｘ−ｙ平面上にマトリックス状に配列される。ここでは、ｘ軸方向に６つの太陽電池セル１０が並べられる。ｘ軸方向に並んで配置される６つの太陽電池セル１０は、第１種配線材１４によって直列に接続され、１つのストリング１２が形成される。例えば、第１１太陽電池セル１０ａａ、第１２太陽電池セル１０ａｂ、・・・、第１６太陽電池セル１０ａｆが接続されることによって、第１ストリング１２ａが形成される。また、第２ストリング１２ｂから第４ストリング１２ｄも同様に形成される。その結果、４つのストリング１２がｙ軸方向に平行に並べられる。このように、ｘ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数は、ｙ軸方向に並べられる太陽電池セル１０の数よりも多い。ｘ軸方向を「第１方向」とよぶ場合、ｙ軸方向は「第２方向」とよばれる。なお、ストリング１２に含まれる太陽電池セル１０の数は「６」に限定されず、ストリング１２の数は「４」に限定されない。

ストリング１２を形成するために、第１種配線材１４は、ｘ軸方向に隣接した太陽電池セル１０のうちの一方の受光面側のフィンガー電極と、他方の裏面側のフィンガー電極とを接続する。例えば、隣接した第１１太陽電池セル１０ａａと第１２太陽電池セル１０ａｂとを接続するための５つの第１種配線材１４は、第１１太陽電池セル１０ａａの裏面側のフィンガー電極と第１２太陽電池セル１０ａｂの受光面側のフィンガー電極とを電気的に接続する。なお、第１種配線材１４の数は「５」に限定されない。第１種配線材１４は、前述のワイヤに相当する。第１種配線材１４と太陽電池セル１０との接続については後述する。

第２種配線材１６は、ｙ軸方向に延びて、互いに隣接する２つのストリング１２を電気的に接続する。例えば、第１ストリング１２ａのｘ軸の正方向側端に位置する第１６太陽電池セル１０ａｆと、第２ストリング１２ｂのｘ軸の正方向側端に位置する第２６太陽電池セル１０ｂｆは、第２種配線材１６によって電気的に接続される。さらに、第２ストリング１２ｂと第３ストリング１２ｃは、ｘ軸の負方向側において第２種配線材１６によって電気的に接続されるとともに、第３ストリング１２ｃと第４ストリング１２ｄは、ｘ軸の正方向側において第２種配線材１６によって電気的に接続される。その結果、複数のストリング１２は、第２種配線材１６によって直列に接続される。

第１ストリング１２ａのｘ軸の負方向側端における第１１太陽電池セル１０ａａには、第２種配線材１６が接続されておらず、その代わりに第３種配線材１８が接続される。第３種配線材１８には、図示しない取出し配線材が接続される。取出し配線材は、複数の太陽電池セル１０において発電した電力を太陽電池モジュール１００外に取り出すための配線材である。なお、第３種配線材１８は、第４ストリング１２ｄのｘ軸の負方向側端における第４１太陽電池セル１０ｄａにも接続される。

図２は、太陽電池モジュール１００の構造を示すｘ軸に沿った断面図であり、図１のＡ−Ａ’断面図である。太陽電池モジュール１００は、第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃ、第１種配線材１４、第１保護部材３０、第１封止部材３２、第２封止部材３４、第２保護部材３６、第１透明部材４０、第２透明部材４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を含む。図２の上側が受光面側に相当し、下側が裏面側に相当する。

第１保護部材３０は、太陽電池モジュール１００の受光面側に配置されており、太陽電池モジュール１００の表面を保護する。また、太陽電池モジュール１００は、ｘ−ｙ平面において、フレーム２０に囲まれるような矩形状を有する。第１保護部材３０には、透光性および遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等が使用される。第１保護部材３０によって太陽電池モジュール１００の機械的強度が高くされる。

第１封止部材３２は、第１保護部材３０の裏面側に積層される。第１封止部材３２は、第１保護部材３０と太陽電池セル１０との間に配置されて、これらを接着する。第１封止部材３２として、例えば、ポリオレフィン、ＥＶＡ（エチレン酢酸ビニル共重合体）、ＰＶＢ（ポリビニルブチラール）、ポリイミド等の樹脂フィルムのような熱可塑性樹脂が使用される。なお、熱硬化性樹脂が使用されてもよい。第１封止部材３２は、透光性を有するとともに、第１保護部材３０におけるｘ−ｙ平面と略同一寸法の面を有するシート材によって形成される。

第１２太陽電池セル１０ａｂ、第１３太陽電池セル１０ａｃは、第１保護部材３０の裏面側に積層される。各太陽電池セル１０は、ｚ軸の正方向側に受光面２２を向け、ｚ軸の負方向側に裏面２４を向けて配置される。受光面２２を「第１面」とよぶ場合、裏面２４は「第２面」とよばれる。太陽電池セル１０の受光面２２には、第１種配線材１４、第１接着剤４４、第１透明部材４０が配置され、太陽電池セル１０の裏面２４には、第１種配線材１４、第２接着剤４６、第２透明部材４２が配置される。ここでは、太陽電池セル１０に対するこれらの配置を説明するために、図３を使用する。

図３は、太陽電池モジュール１００において使用される樹脂シート８０の斜視図である。樹脂シート８０は、第１種配線材１４、第１透明部材４０、第２透明部材４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を含む。樹脂シート８０は前述のワイヤフィルムに相当する。

第１透明部材４０は、隣接した２つの太陽電池セル１０の一方、例えば、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２側に配置される。第１透明部材４０は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等の透明な樹脂フィルムで構成される。第１透明部材４０は、ｘ−ｙ平面において、太陽電池セル１０と同等サイズの四角形の形状を有する。第１透明部材４０における第１３太陽電池セル１０ａｃ側の面には第１接着剤４４が配置され、第１接着剤４４には複数の第１種配線材１４が配置される。第１接着剤４４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２を第１透明部材４０に接着可能である。第１接着剤４４には、例えば、ＥＶＡが使用される。

第２透明部材４２は、隣接した２つの太陽電池セル１０の他方、例えば、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４側に配置される。第２透明部材４２は、第１透明部材４０と同様に、例えば、ＰＥＴ等の透明な樹脂フィルムで構成される。第２透明部材４２は、ｘ−ｙ平面において、太陽電池セル１０と同等サイズの四角形の形状を有する。第２透明部材４２における第１２太陽電池セル１０ａｂ側の面には第２接着剤４６が配置され、第２接着剤４６には複数の第１種配線材１４が配置される。第２接着剤４６は、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４を第２透明部材４２に接着可能である。第２接着剤４６にも、例えば、ＥＶＡが使用される。

このように構成された樹脂シート８０は、太陽電池モジュール１００の製造とは別に予め製造されている。太陽電池モジュール１００を製造する際、第１接着剤４４が第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２に接着され、第２接着剤４６が第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４に接着される。このような接着により、第１種配線材１４は、第１３太陽電池セル１０ａｃの受光面２２におけるフィンガー電極（図示せず）と、第１２太陽電池セル１０ａｂの裏面２４におけるフィンガー電極（図示せず）とを電気的に接続する。図２に戻る。

第１透明部材４０と第２透明部材４２の接着が、他の太陽電池セル１０に対してもなされることによって、図１に示すようなストリング１２が形成される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２の裏面側に積層される。第２封止部材３４は、第１封止部材３２との間で、複数の太陽電池セル１０、第１種配線材１４、第２種配線材１６、第３種配線材１８、第１透明部材４０、第２透明部材４２等を封止する。第２封止部材３４には、第１封止部材３２と同様のものを用いることができる。また、ラミネート・キュア工程における加熱によって、第２封止部材３４は第１封止部材３２と一体化されていてもよい。

第２保護部材３６は、第１保護部材３０に対向するように、第２封止部材３４の裏面側に積層される。第２保護部材３６は、バックシートとして太陽電池モジュール１００の裏面側を保護する。第２保護部材３６としては、ＰＥＴ、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン)等の樹脂フィルム、Ａｌ箔をポリオレフィン等の樹脂フィルムで挟んだ構造を有する積層フィルムなどが使用される。

以下では、太陽電池セル１０におけるフィンガー電極と、第１種配線材１４との接続をさらに詳細に説明する。図４（ａ）−（ｂ）は、太陽電池セル１０の構造を示す平面図である。図４（ａ）は太陽電池セル１０の受光面２２を示し、図４（ｂ）は太陽電池セル１０の裏面２４を示す。これらでは、説明を明瞭にするために、第１透明部材４０、第２透明部材４２、第１接着剤４４、第２接着剤４６を省略し、太陽電池セル１０と第１種配線材１４のみが示される。

光電変換層６０は、前述の半導体材料に相当するとともに、前述のごとく四角形の形状を有する。以下では、光電変換層６０におけるｚ軸の正方向側の表面も「受光面２２」といい、光電変換層６０におけるｚ軸の負方向側の表面も「裏面２４」という。受光面２２を「第１の表面」とよぶ場合、裏面２４は「第２の表面」とよばれる。図４（ａ）に示すように、光電変換層６０の受光面２２には、ｙ軸方向に延びる第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４とが、ｘ軸方向に複数並べられる。第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４の構成は後述するが、いずれもフィンガー電極であり、前述の集電極に相当する。第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４は、例えば、樹脂と銀粒子とが混合した銀ペースト(エポキシ樹脂・エステルを含む)により形成される。第１種フィンガー電極６２は、ｘ軸方向の中央部側に複数配置され、第２種フィンガー電極６４は、ｘ軸方向の端部側に配置される。ここでは、ｘ軸の正方向側端と負方向側端のそれぞれに第２種フィンガー電極６４が配置される。

また、光電変換層６０の受光面２２には、第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４に交差、例えば直交するようにｘ軸方向に延びる複数の第１種配線材１４が配置される。第１種配線材１４は、例えば、断面が略円形の銅心材を低融点半田でコートすることによって形成される。ここで、第１種配線材１４の金属密度は、第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４の金属密度よりも高いので、第１種配線材１４の電気抵抗率は、第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４の電気抵抗率よりも小さくなる。

第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４において、複数の第１種配線材１４のそれぞれと交差して接続する部分は、「交差領域」とよばれる。第１種フィンガー電極６２では、ｙ軸方向の中央部側に第１交差領域７０が配置され、ｙ軸方向の端部側に第２交差領域７２が配置される。ここでは、ｙ軸方向の中央部側に配置された３つの第１種配線材１４に対して第１交差領域７０が配置され、ｙ軸の正方向側端と負方向側端のそれぞれの第１種配線材１４に対して第２交差領域７２が配置される。また、図面を明瞭にするために、第１交差領域７０の近傍は実線の円印で示され、第２交差領域７２の近傍は点線の丸印で示される。第１交差領域７０、第２交差領域７２の構成については後述する。一方、第２種フィンガー電極６４では複数の第２交差領域７２のみが配置され、第１交差領域７０が配置されない。つまり、第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４では、第１交差領域７０と第２交差領域７２の配置が異なっているだけであり、それ以外は同一に構成される。

図５（ａ）−（ｆ）は、太陽電池セル１０の部分的な構成を示す。図５（ａ）は、第１交差領域７０における第１種フィンガー電極６２と第１種配線材１４の構成を示す。上段は、ｘ−ｙ平面での平面図を示し、下段は、上段の平面図のＢ−Ｂ’断面図を示す。なお、図面を明瞭にするために、上段と図４（ａ）とでは、ｘ軸とｙ軸の方向が変えられている。図５（ａ）の上段に示すように、第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅は、第１種配線材１４と重ねられる部分と、重ねられる部分から離れた部分のいずれにおいても「ａ」で共通する。前者は第１交差領域７０に相当し、後者は第１交差領域７０から離れた部分に相当する。

図５（ａ）の下段に示すように、第１種フィンガー電極６２のｚ軸の正方向側の表面には、複数の突起がランダムにｙ軸方向に並べられた凹凸形状が形成されている。この凹凸形状は、第１種フィンガー電極６２をスクリーン印刷等によって形成する場合に、光電変換層６０からの高さを「ｃ」程度にするために必要な量の銀ペーストを使用することによって形成される。第１種配線材１４は、第１種フィンガー電極６２のｚ軸の正方向側の表面に接着される。

図５（ｂ）は、第２交差領域７２における第１種フィンガー電極６２と第１種配線材１４の構成を示す。上段は、ｘ−ｙ平面での平面図を示し、下段は、上段の平面図のＣ−Ｃ’断面図を示す。なお、第１種フィンガー電極６２の代わりに第２種フィンガー電極６４であっても同様に構成される。図５（ｂ）の上段に示すように、第１種フィンガー電極６２は、第１種配線材１４と重ねられる部分、つまり第２交差領域７２において複数に分岐する。ここでは、「２」つに分岐されるが、「２」に限定されない。また、第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅は、第２交差領域７２では「ｂ」であり、第２交差領域７２から離れた部分では「ａ」であり、それらは異なる。ここで、ｂ＜ａである。つまり、第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅は、第２交差領域７２から離れた部分よりも第２交差領域７２において細くされる。

図５（ｂ）の下段に示すように、第１種フィンガー電極６２のｚ軸の正方向側の表面には、第２交差領域７２から離れた部分において、図５（ａ）の下段と同様に、複数の突起がランダムにｙ軸方向に並べられた凹凸形状が形成されている。一方、第１種フィンガー電極６２のｚ軸の正方向側の表面は、第２交差領域７２において、複数の突起による凹凸形状が小さくなり滑らかな表面に近づく。この部分では、前述のごとく、第１種フィンガー電極６２が細くされているので、第１種フィンガー電極６２をスクリーン印刷等によって形成する場合に必要な銀ペーストの量が少なくなる。その結果、当該部分では、光電変換層６０からの高さが「ｄ」程度となり、凹凸形状も小さくなる。なお、ｄ＜ｃである。第１種配線材１４は、第１種フィンガー電極６２のｚ軸の正方向側の表面に接着される。

図５（ａ）の下段と図５（ｂ）の下段とを比較すると、第２交差領域７２における第１種フィンガー電極６２の光電変換層６０からの高さは、第１交差領域７０における第１種フィンガー電極６２の光電変換層６０からの高さよりも低くされる。このような第１交差領域７０と第２交差領域７２との構成を図４（ａ）に対応づけると、第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、光電変換層６０の中央部側よりも端部側において低い。また、第１種フィンガー電極６２において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、ｙ軸方向の中央部側よりも端部側において低くされる。さらに、第２種フィンガー電極６４において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、第１種フィンガー電極６２の中央部側において第１種配線材１４が配置される部分の高さよりも低くされる。

図５（ｃ）は、第２交差領域７２における第１種フィンガー電極６２と第１種配線材１４の構成を示す。これは、図５（ｂ）の変形例であり、図５（ｂ）の上段と同様に示される。ここでも、第１種フィンガー電極６２の代わりに第２種フィンガー電極６４であっても同様に構成される。第１種フィンガー電極６２は、第１種配線材１４と重ねられる部分、つまり第２交差領域７２において分岐せずに、細くなるようなテーパ形状に形成される。第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅は、第２交差領域７２では「ｂ」であり、第２交差領域７２から離れた部分では「ａ」であり、それらは異なる。ここでも、ｂ＜ａである。一方、図５（ｃ）のように示された第２交差領域７２における断面図は図５（ｂ）の下段と同様に構成される。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）の変形例であり、第２交差領域７２において細くなる部分から、ｘ軸方向に突出する２つの突起部６６が形成される。第２交差領域７２の第１種フィンガー電極６２に設けられる突起部６６のｙ軸方向の幅は、第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅「ｂ」と同程度とすることができる。

図５（ｅ）は、図５（ｃ）の別の変形例であり、第２交差領域７２において細くなる部分の近傍に、ｙ軸方向に延びる２つの補助電極６８が形成される。補助電極６８は、第１種フィンガー電極６２と同じ材料で形成されるが、連続しないように島状に形成される。補助電極６８のｘ軸方向の幅は、第１種フィンガー電極６２のｘ軸方向の幅「ｂ」と同程度とすることができる。

図５（ｆ）は、第２交差領域７２における第１種フィンガー電極６２と第１種配線材１４の構成を示す。これは、図５（ｂ）の理想形であり、図５（ｂ）の下段と同様に示される。ここでも、第１種フィンガー電極６２の代わりに第２種フィンガー電極６４であっても同様に構成される。第１種配線材１４の断面の半径を「ｒ」と示し、第１種フィンガー電極６２のｚ軸方向の厚みを「ｘ」とするとともに、図５（ｆ）に示すように「ａ」、「ｂ」を定義すると、これらの関係は次のように示される。
ｘ−ａ＝ｒ−√（ｒ^２−ｂ^２）

図４（ｂ）に示すように、光電変換層６０の受光面２２には、図４（ａ）と同様に、第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４、第１種配線材１４が配置される。ここで、第１種配線材１４の数は、受光面２２と裏面２４とで同一であるが、第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４の合計数は、受光面２２よりも裏面２４において多い。ここでは、ｘ軸の正方向側端から「３」つの第２種フィンガー電極６４が配置されるとともに、ｘ軸の負方向側端から「３」つの第２種フィンガー電極６４が配置される。そのため、第２種フィンガー電極６４の数は、光電変換層６０の受光面２２よりも裏面２４において多い。なお、光電変換層６０の裏面２４における第２種フィンガー電極６４の数は、光電変換層６０の受光面２２における第２種フィンガー電極６４の数と同じでもよい。一方、第１種フィンガー電極６２は、ｘ軸方向において、第２種フィンガー電極６４に挟まれて配置される。

第１種フィンガー電極６２は、ｙ軸の両端部に第２交差領域７２を配置し、それらの間に第１交差領域７０を配置しており、受光面２２での構成と同一である。しかしながら、光電変換層６０の受光面２２に配置される第１種フィンガー電極６２における第２交差領域７２の数よりも、光電変換層６０の裏面２４に配置される第１種フィンガー電極６２における第２交差領域７２の数が多くされてもよい。例えば、ｙ軸の正方向側端から「２」つの第２交差領域７２が配置されるとともに、ｙ軸の負方向側端から「２」つの第２交差領域７２が配置される。

以下では、太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。まず、樹脂シート８０が用意される。隣接した２つの太陽電池セル１０の一方に樹脂シート８０の第１透明部材４０を重ね合せるとともに、隣接した２つの太陽電池セル１０の他方に樹脂シート８０の第２透明部材４２を重ね合わせることによって、ストリング１２が生成される。ｚ軸の正方向から負方向に向かって、第１保護部材３０、第１封止部材３２、ストリング１２、第２封止部材３４、第２保護部材３６が順に重ね合わせられることによって、積層体が生成される。これに続いて、積層体に対して、ラミネート・キュア工程がなされる。この工程では、積層体から空気を抜き、加熱、加圧して、積層体を一体化する。ラミネート・キュア工程における真空ラミネートでは、温度が前述のごとく、５０〜１４０℃程度に設定される。さらに、第２保護部材３６に対して、端子ボックスが接着剤にて取り付けられる。

本実施例によれば、複数のフィンガー電極において、第１種配線材１４が配置される部分の高さは、光電変換層６０の中央部側よりも端部側において低いので、端部側においてフィンガー電極の表面を滑らかにできる。また、端部側においてフィンガー電極の表面が滑らかになるので、第１種配線材１４とフィンガー電極との接触面積を増加できる。また、第１種配線材１４とフィンガー電極との接触面積が増加するので、第１種配線材１４とフィンガー電極との接着力を向上できる。また、光電変換層６０からの高さが低くされる部分においてフィンガー電極が複数に分岐するので、電気抵抗率の増加を抑制できる。

また、第１交差領域７０と第２交差領域７２とを含む第１種フィンガー電極６２を中央部側に配置し、第２交差領域７２だけを含む第２種フィンガー電極６４を端部側に配置するので、構成を簡易にできる。また、光電変換層６０の受光面２２よりも裏面２４において、第２種フィンガー電極６４の数を多くするので、第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４の合計数が多くても、太陽電池セル１０と第１種配線材１４との接着力を向上できる。また、第１種フィンガー電極６２における第２交差領域７２の数が受光面２２よりも裏面２４において多いので、第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４の合計数が多くても、太陽電池セル１０と第１種配線材１４との接着力を向上できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル１０と、隣接する太陽電池セル１０を電気的に接続する複数の第１種配線材１４とを備える。複数の太陽電池セル１０のそれぞれは、光電変換層６０と、光電変換層６０の表面において、複数の第１種配線材１４が延びる方向に並べられる複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４とを備える。複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、光電変換層６０の中央部側よりも端部側において低い。

複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４は、光電変換層６０からの高さが低くされる部分において複数に分岐してもよい。

複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４は、複数の第１種配線材１４が延びる方向の中央部側に配置される第１種フィンガー電極６２と、複数の第１種配線材１４が延びる方向の端部側に配置される第２種フィンガー電極６４とを含んでもよい。第１種フィンガー電極６２において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、当該第１種フィンガー電極６２が延びる方向の中央部側よりも端部側において低く、第２種フィンガー電極６４において、複数の第１種配線材１４が配置される部分の光電変換層６０からの高さは、第１種フィンガー電極６２の中央部側において第１種配線材１４が配置される部分の高さよりも低い。

光電変換層６０の両面に、複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４が配置され、光電変換層６０の受光面２２よりも裏面２４において、第２種フィンガー電極６４の数が多い。

光電変換層６０の両面に、複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４が配置され、光電変換層６０の受光面２２に配置される第１種フィンガー電極６２において、光電変換層６０からの高さが低くされる部分の数よりも、光電変換層６０の裏面２４に配置される第１種フィンガー電極６２において、光電変換層６０からの高さが低くされる部分の数が多くしてもよい。

（実施例２）
次に、実施例２を説明する。実施例２は、実施例１と同様に、樹脂フィルムを太陽電池セルに貼り付けることによって形成したストリングを含む太陽電池モジュールに関する。実施例１では、第１交差領域であるか第２交差領域であるかにかかわらず第１種配線材の形状は同一である。一方、実施例２では、第１交差領域であるか第２交差領域であるかに応じて第１種配線材の形状が異なる。実施例２に係る太陽電池モジュール１００は、図１、図２と同様のタイプであり、樹脂シート８０は、図３と同様のタイプであり、太陽電池セル１０は、図４（ａ）−（ｂ）と同様のタイプである。ここでは、これまでとの差異を中心に説明する。

図６（ａ）−（ｄ）は、本発明の実施例２に係る太陽電池セル１０の部分的な構成を示す。これらは、図５（ｂ）の下段と同様に示される。図６（ａ）−（ｄ）において第１種フィンガー電極６２は、図５（ｂ）と同様に構成される。図６（ａ）の第１種配線材１４は、ｚ軸方向よりもｙ軸方向に長い矩形状を有する。矩形状に形成されることによって、図５（ｂ）のように円形状に形成される場合よりも第１種フィンガー電極６２との接触面積が大きくなる。

図６（ｂ）の第１種配線材１４は、ｚ軸方向よりもｙ軸方向に長い楕円形状を有する。ｚ軸方向よりもｙ軸方向に長い楕円形状に形成されることによって、円形状に形成される場合よりも第１種フィンガー電極６２との接触面積が大きくなる。つまり、光電変換層６０の第１交差領域７０よりも第２交差領域７２において、複数の第１種配線材１４における光電変換層６０に面した面積は広くされる。図６（ｃ）の第１種配線材１４は、表面に複数の突起部が設けられる。複数の突起部が設けられることによって、第１種配線材１４自体が第１種フィンガー電極６２にささるように固定されるので、接着力が増加する。図６（ｄ）の第１種配線材１４は、光電変換層６０と重なる領域とその周辺の領域を覆うように保護樹脂７６が設けられる。第１種配線材１４と光電変換層６０とが、保護樹脂７６によっても固定されるので、接着力が増加する。このとき、保護樹脂７６に白色材料を含ませることが好ましい。

本実施例によれば、第１種配線材１４において、フィンガー電極が配置される部分の光電変換層６０に面した面積は、光電変換層６０の中央部側よりも端部側において広いので、端部側において接触面積を増加できる。また、端部側において接触面積が増加するので、第１種配線材１４とフィンガー電極との接着力を向上できる。

本発明の一態様の概要は、次の通りである。複数の第１種配線材１４において、複数の第１種フィンガー電極６２、第２種フィンガー電極６４が配置される部分の光電変換層６０に面した面積は、光電変換層６０の中央部側よりも端部側において広い。

以上、本発明について、実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、また、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

実施例１と実施例２とを組み合わせてもよい。本変形例によれば、組合せによる効果を得ることができる。

実施例１と２において、樹脂シート８０が使用されている。しかしながらこれに限らず例えば、樹脂シート８０が使用されず、隣接した太陽電池セル１０が第１種配線材１４によって接続されてもよい。その際、第１種配線材１４はワイヤでなくてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

実施例１と２において、第２交差領域７２は太陽電池セル１０の端部近傍に設けられ、太陽電池セル１０の中央部側に設けられない。しかしながら太陽電池セル１０の端部近傍に限らず、太陽電池セル１０と第１種配線材１４との接着強度が比較的低くなる箇所に第２交差領域７２を設けてもよい。その際、太陽電池セル１０と第１種配線材１４との接着強度が比較的高くなる箇所には第２交差領域７２を設けない構成とすることで、ストリング１２全体としての太陽電池セル１０と第１種配線材１４との接着強度が高くなればよい。

実施例２において、第１種フィンガー電極６２と第２種フィンガー電極６４には、第１交差領域７０、第２交差領域７２が配置される。しかしながらこれに限らず例えば、第１交差領域７０だけが配置されてもよい。本変形例によれば、フィンガー電極の構成を単一化できる。

１０ 太陽電池セル、 １２ ストリング、 １４ 第１種配線材、 １６ 第２種配線材、 １８ 第３種配線材、 ２０ フレーム、 ２２ 受光面（第１の表面）、 ２４ 裏面（第２の表面）、 ３０ 第１保護部材、 ３２ 第１封止部材、 ３４ 第２封止部材、 ３６ 第２保護部材、 ４０ 第１透明部材、 ４２ 第２透明部材、 ４４ 第１接着剤、 ４６ 第２接着剤、 ６０ 光電変換層、 ６２ 第１種フィンガー電極（集電極、第１種の集電極）、 ６４ 第２種フィンガー電極（集電極、第２種の集電極）、 ７０ 第１交差領域、 ７２ 第２交差領域、 ８０ 樹脂シート、 １００ 太陽電池モジュール。

本発明によれば、太陽電池セルと配線材との接着力を向上できる。

Claims (6)

1. 複数の太陽電池セルと、
   隣接する前記太陽電池セルを電気的に接続する複数の配線材とを備え、
   前記複数の太陽電池セルのそれぞれは、
   光電変換層と、
   前記光電変換層の表面において、前記複数の配線材が延びる方向に並べられる複数の集電極とを備え、
   前記複数の集電極において、前記複数の配線材が配置される部分の前記光電変換層からの高さは、前記光電変換層の中央部側よりも端部側において低く、
   前記複数の集電極において、前記端部側における前記集電極の表面粗さは、前記中央部側における前記集電極の表面粗さよりも小さいことを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 前記複数の集電極は、前記光電変換層からの高さが低くされる部分において複数に分岐することを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 前記複数の集電極は、前記複数の配線材が延びる方向の中央部側に配置される第１種の集電極と、前記複数の配線材が延びる方向の端部側に配置される第２種の集電極とを含み、
   前記第１種の集電極において、前記複数の配線材が配置される部分の前記光電変換層からの高さは、当該第１種の集電極が延びる方向の中央部側よりも端部側において低く、
   前記第２種の集電極において、前記複数の配線材が配置される部分の前記光電変換層からの高さは、前記第１種の集電極の中央部側において前記配線材が配置される部分の高さよりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載の太陽電池モジュール。
4. 前記光電変換層の両面に、複数の集電極が配置され、
   前記光電変換層の第１の表面よりも第２の表面において、前記第２種の集電極の数が多いことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュール。
5. 前記光電変換層の両面に、複数の集電極が配置され、
   前記光電変換層の第１の表面に配置される前記第１種の集電極において、前記光電変換層からの高さが低くされる部分の数よりも、前記光電変換層の第２の表面に配置される前記第１種の集電極において、前記光電変換層からの高さが低くされる部分の数が多いことを特徴する請求項３に記載の太陽電池モジュール。
6. 前記複数の配線材において、前記複数の集電極が配置される部分の前記光電変換層に面した面積は、前記光電変換層の中央部側よりも端部側において広いことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。

Images