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TWI467787B - 太陽電池模組及其製造方法 - Google Patents

太陽電池模組及其製造方法 Download PDF

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TWI467787B
TWI467787B TW97128749A TW97128749A TWI467787B TW I467787 B TWI467787 B TW I467787B TW 97128749 A TW97128749 A TW 97128749A TW 97128749 A TW97128749 A TW 97128749A TW I467787 B TWI467787 B TW I467787B
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solar cell
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electrode
bus bar
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TW97128749A
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English (en)
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TW200913296A (en
Inventor
Atsushi Saita
Yukihiro Yoshimino
Shigeyuki Okamoto
Yasufumi Tsunomura
Shigeharu Taira
Hiroshi Kanno
Haruhisa Hashimoto
Original Assignee
Sanyo Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co filed Critical Sanyo Electric Co
Publication of TW200913296A publication Critical patent/TW200913296A/zh
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Publication of TWI467787B publication Critical patent/TWI467787B/zh

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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F19/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one photovoltaic cell covered by group H10F10/00, e.g. photovoltaic modules
    • H10F19/90—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers
    • H10F19/902—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells
    • H10F19/904—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells characterised by the shapes of the structures
    • H—ELECTRICITY
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

太陽電池模組及其製造方法
本發明係關於一種在佈線材料與太陽電池的主面之間配設有樹脂接著劑(resin adhesive)之太陽電池模組(solar battery module)及其製造方法。
本申請案，係根據2007年8月2日提出申請之日本專利申請案第P2007-20265、及2007年12月28日提出申請之日本專利申請案第P2007-341070而主張優先權者，此等案之全部內容係援用於本申請案中。
由於太陽電池，係能將污染率低(clean)且可無限制地供給之太陽光直接轉換為電氣，故而被期待可作為新能源。
一般，每張太陽電池之輸出為數W(瓦)左右。因而，如採用太陽電池作為房屋或大廈等的電源時，則可使用經連接複數張太陽電池以提高輸出之太陽電池模組。太陽電池模組，係藉由使用佈線材料而將按照第1方向所排列之複數張太陽電池互相連接所構成。佈線材料，通常被焊接於太陽電池的主面上。
在此，提案有一種將較錫焊料(soft solder)的熔融溫度為低之溫度予以熱硬化之樹脂接著劑介插於佈線材料與太陽電池的主面之間，以使佈線材料熱接著(hot gluing)於太陽電池的主面之技術(例如，參考日本特開2005-101519號公報)。
如採用此種技術，當與進行佈線材料之焊接之情形比 較時，則可減少進行佈線材料之熱接著時的溫度變化帶給太陽電池之影響。
在此，一般而言，由於佈線材料的表面係扁平，故而如將佈線材料熱接著於太陽電池的主面時，則會對樹脂接著劑上施加相同的壓力。因此，被封在樹脂接著劑中之氣體，雖然可容易從樹脂接著劑的端部去除，惟難於從樹脂接著劑的中央部去除。因而，恐有被封在樹脂接著劑的中央部之氣體結成塊(空洞)而殘留之虞。如此，佈線材料與太陽電池之間的接著面積會減少，結果，有引起太陽電池的集電效率之降低及佈線材料的接著性之降低的問題。
於是，本發明，係鑑於上述問題所開發者，其目的在於提供一種藉由促進來自樹脂接著劑之脫氣而提升太陽電池的集電效率及佈線材料的接著性之太陽電池模組及其製造方法。
有關本發明之第1特徵之太陽電池模組，係具備有沿著第1方向所排列之第1及第2太陽電池、以及將第1與第2太陽電池互相電性連接一起之佈線材料者，其要旨為：第1及第2太陽電池，係具有因受光而生成光生成載體(light forming carrier)之光電轉換(photoelectric conversion)部、及形成於光電轉換部的主面上而進行光生成載體之集電的集電電極(collecting electrode)，而佈線材料，係於第1及第2太陽電池的主面上沿著第1方向所配設，於佈線材料與第1及第2太陽電池的主面之間配設有 樹脂接著劑，於與第1方向大致正交之切斷面上，佈線材料的外周係朝向第1及第2太陽電池之方式形成為凸狀，於與第1方向大致正交之第2方向，作為佈線材料與集電電極進行電性連接的區域的連接區域之寬度，係較佈線材料的寬度的大致一半為大。
本發明之第1特徵中，亦可為，集電電極，係包含從光電轉換部進行光生成載波之集電的複數支細線電極(finger electrode)、及從細線電極進行光生成載波之集電的匯流排條電極(bus-bar electrode)，而匯流排條電極係沿著第1方向所形成，佈線材料係經配設於匯流排條電極上，樹脂接著劑係包含具有導電性之複數個粒子，連接區域係由樹脂接著劑中所含之粒子所形成。又，較佳為，匯流排條電極，係具有朝向佈線材料形成為凸狀之突起部，而突起部，係陷入佈線材料中。
於本發明之第1特徵中，集電電極亦可包含從光電轉換部進行光生成載體之集電之複數支的細線電極，而連接區域可由細線電極的一部分係埋入於佈線材料中所形成。
有關本發明之第2特徵之太陽電池模組之製造方法，係具備有沿著第1方向所配列之第1及第2太陽電池、以及將第1及第2太陽電池互相電氣性連接一起之佈線材料者，其要旨為：具備於因受光而生成光生成載體之光電轉換部的主面上形成進行光生成載體之集電的集電電極，藉以製作第1及第2太陽電池之步驟A；以及於第1及第2太陽電池的主面上，介由樹脂接著劑而將佈線材料沿著第 1方向進行熱壓接(hot pressure welding)之步驟B，而於與第1方向大致正交之切斷面上，佈線材料的外周，係朝向第1及第2太陽電池形成為凸狀，在步驟B中，係於與第一方向大致正交之第2方向，將作為佈線材料與集電電極進行電氣性連接之區域的連接區域之寬度，作成較佈線材料的寬度的大致一半為大。
採用此種太陽電池模組的製造方法，則佈線材料的外周，係朝向集電電極形成為凸狀。因此，在佈線材料的熱壓接步驟中，首先，對樹脂接著劑的第2方向中央部施加壓力後，慢慢地往端部施加壓力。亦即，樹脂接著劑的端部，係較中央部時間上稍微延後被加壓。
因此，被封於樹脂接著劑中之氣體，可從中央部往端部慢慢地擠出。亦即，樹脂接著劑的脫氣，係從中央部慢慢地往端部進行。由於如此方式促進樹脂接著劑的脫氣，故可抑制在實施佈線材料之熱壓接步驟後，樹脂接著劑中氣體的結塊成為空洞而殘留之情況。
又，於佈線材料的熱壓接步驟中，由於將連接領域的寬度作成較佈線材料的寬度的大致一半為大，故佈線材料與集電電極之間的電氣性連接仍然能充分確保。
本發明之第2特徵中，亦可為，樹脂接著劑係包含具有導電性之複數個粒子，在步驟B中則將樹脂接著劑中所含之粒子的粒徑設為預定的粒徑以上，藉以將連接領域的寬度作成較佈線材料的寬度的大致一半為大。
本發明之第2特徵中，步驟B中，亦可將佈線材料在 第1及第2太陽電池的主面上進行熱壓接時的壓力設為預定壓力以上，藉以將連接領域的寬度作成較佈線材料的寬度的大致一半為大。
其次，使用圖式，就本發明之實施形態加以說明。以下的圖式的記載中，對同一或類似的部分，則附記同一或類似的符號。但，圖式僅是示意性者，故需要留意各尺寸的比例等係與現實者相異之情況。因此，具體性的尺寸等則需要參考以下的說明後加以判斷。又，圖式互相之間，當然含有互相的尺寸的關係或比例相異的部分。
1.第1實施形態 (太陽電池模組之概略構成)
就本發明第1實施形態之太陽電池模組100的概略構成，一邊參考第1圖一邊加以說明。第1圖係本實施形態之太陽電池模組100的側面放大圖。
太陽電池模組100，係具備：太陽電池串(solar cell string)1、受光面側保護材料2、背面側保護材料3以及密封材料4。太陽電池模組100，係藉由在受光面側保護材料2與背面側保護材料3之間，密封太陽電池串1所構成。
太陽電池串1，係具備有複數個太陽電池10、佈線材料11以及樹脂接著劑12。太陽電池串1，係將按照第1方向所排列之複數個太陽電池10，藉由佈線材料11加以互相連接所構成。
太陽電池10，係具有太陽光入射之受光面、及設置於 受光面的相反側之背面。受光面和背面，係太陽電池10的主面。於太陽電池10的受光面上及背面上，形成有集電電極。有關太陽電池10的構成，則容後說明。
佈線材料11，係接合在形成於一個太陽電池10的受光面上之集電電極、及形成於與一個太陽電池相鄰接之另一太陽電池10的背面之集電電極。藉此，一個太陽電池10與另一太陽電池10即被電氣性連接。佈線材料11，係包含薄板狀的低電阻體(銅等)及電鍍於低電阻體表面之軟導電體(共晶軟焊料(eutectic soft solder)等)。
樹脂接著劑12，係配設於佈線材料11與太陽電池10之間。亦即，佈線材料11，係介由樹脂接著劑12而接合於太陽電池10。樹脂接著劑12，較佳為在共晶軟焊料的融點以下，亦即，在約200℃以下的溫度硬化。作為樹脂接著劑12而言，除例如丙烯酸樹脂、柔軟性高的聚胺酯系等的熱硬化性樹脂接著劑之外，尚可使用經於環氧樹脂、丙烯酸樹脂、或聚胺酯中混合硬化劑之兩液反應系接著劑等。本實施形態中，作為樹脂接著劑12係使用以環氧樹脂為主成分之帶狀薄膜片材接著劑。
又，樹脂接著劑12係包含具有導電性之複數個粒子。作為導電性粒子，可採用鎳、附有金塗層之鎳等。
受光面側保護材料2，係配置於密封材料4的受光面側用以保護太陽電池模組100的表面。作為受光面側保護材料2，可採用具有透光性及遮水性之玻璃、透光性塑膠等。
背面側保護材料3，係配置於密封材料4的背面側用以保護太陽電池模組100的背面。作為背面側保護材料3，可採用具有以樹脂薄膜夾入PET(polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)等的樹脂薄膜、鋁(Al)箔之構造的疊層薄膜等。
密封材料4，係將太陽電池串1密封在受光面側保護材料2與背面側保護材料3之間。作為密封材料4而言，可採用EVA(乙烯-丙烯酸乙烯共聚物)、EEA(乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)、PVB(聚二乙烯醇縮正丁醛)、聚矽氧、聚胺酯、聚丙烯酸酯、聚環氧等的透光性樹脂。
另外，具有如上述之構成之太陽電池模組100的外周，可裝上鋁(Al)框架(未圖示)。
(太陽電池之構成)
其次，就太陽電池10的構成，在參考第2圖之下加以說明。第2圖，係太陽電池10的平面圖。
太陽電池100，如第2圖所示，具備有光電轉換部20、細線電極30以及匯流排條電極40。
光電轉換部20，係因受太陽光而生成光生成載體者。光生成載體，係指太陽光被光電轉換部20吸收後所生成之電洞(positive hole)及電子(electron)之意。光電轉換部20，係在內部具有n型區域(n-type area)及p型區域(p-type area)，而於n型區域與p型區域的界面，將形成半導體接面(semiconductor junction)。光電轉換部20，可使用由單晶Si(矽)、多晶Si等結晶系半導體材料、GaAs(砷化鎵)、 InP(磷化銦)等化合物半導體材料等的半導體材料等所構成之半導體基板。在此，光電轉換部20，可具有於單晶矽基板與非晶矽層之間實質夾住固有的(intrinsic)非晶矽層以改善異質結合界面(hetero-junction interface)之特性之構造，亦即，HIT構造。
細線電極30，係從光電轉換部20進行光生成載體之集電之電極。如第2圖所示，細線電極30，係沿著與第1方向大致正交之第2方向而形成為線(line)狀。細線電極30，係涵蓋光電轉換部20的受光面大致全區域而形成複數支者。細線電極30，可使用以樹脂材料作為接著劑(binder)，以銀粒子等的導電性粒子作為填充劑(filler)之樹脂型導電性膏(paste)加以形成。在此，如第1圖所示，細線電極30，係於光電轉換部20的受光面上及背面上同樣形成者。
匯流排條電極40，係從複數支細線電極30進行光生成載體之集電的電極。如第2圖所示，匯流排條電極40，係以與細線電極30交叉之方式，沿著第1方向所形成。匯流排條電極40，可使用以樹脂材料作為接著劑，以銀粒子等的導電性粒子作為填充劑之樹脂型導電性膏加以形成。在此，匯流排條電極40，亦將形成於光電轉換部20的背面上(參考第1圖)。
在此，匯流排條電極40的支數，可考慮光電轉換部20的大小等，來設定為適當的支數。有關本實施形態之太陽電池10，具備有2支匯流排條電極40。因此，複數個細 線電極30與匯流排條電極40，將於光電轉換部20的受光面上及背面上形成為格子形狀。
其次，作為太陽電池10的構成的一例，就光電轉換部20具有HIT構造之情形，一邊參考第3圖一邊加以說明。第3圖，係於第2圖的A-A線之放大剖面圖。
如第3圖所示，光電轉換部20，具備有：ITO(銦錫氧化物)膜20a、p型非晶矽層20b、i型非晶矽層20c、n型單晶矽基板20d、i型非晶矽層20e、n型非晶矽層20f以及ITO膜20g。
於n型單晶矽基板20d的受光面側，隔著i型非晶矽層20c而形成有p型非晶矽層20b。於p型非晶矽層20b的受光面側，形成有ITO膜20a。另一方面，於n型單晶矽基板20d的背面側，隔著i型非晶矽層20e而形成有n型非晶矽層20f。於n型非晶矽層20f的背面側，形成有ITO膜20g。
細線電極30及匯流排條電極40，將分別形成於ITO膜20a的受光面側及ITO膜20g的背面側。
具有如此構成的太陽電池10之太陽電池模組100，即稱為HIT太陽電池模組。
(太陽電池串(solar cell string)的構成)
其次，就太陽電池串1的構成，一邊參考第4圖及第5圖一邊加以說明。第4圖，表示於第2圖所示之匯流排條電極40上配設佈線材料11之狀態。第5圖，係於第4圖的B-B線之放大剖面圖。
如第4圖所示，樹脂接著劑12係配置經沿著第1方向按線狀形成之匯流排條電極40上。第4圖中，於第2方向上，樹脂接著劑12的寬度，係較匯流排條電極40的寬度為大，惟並不特別限定於此。
又，佈線材料11，係在樹脂接著劑12上，將沿著匯流排條電極40而加以配置。亦即，佈線材料11係在太陽電池10的主面上，沿著第1方向而加以配置。佈線材料11在第2方向之寬度，係與匯流排條電極40的寬度大致為相同者。
如此，匯流排條電極40、樹脂接著劑12、及佈線材料11，係於光電轉換部20上依序配置。佈線材料11與匯流排條電極40，係依電氣性連接者。
第5圖所示，佈線材料11中，包含低電阻體11a、軟導電體11b以及軟導電體11c。軟導電體11b係位於低電阻體11a與太陽電池10之間，軟導電體11c則位於低電阻體11a上。於第2方向之佈線材料11的寬度為W2。
於對太陽電池10的主面成為大致垂直的第3方向，亦即，於厚度方向，軟導電體11b的厚度T1，係隨著從第2方向朝向第2方向端部而變小。因此，於與第1方向大致正交之切斷面中，佈線材料11的外周，係朝向太陽電池10而形成為凸狀者。如第5圖所示，佈線材料11係於受光面側及背面側上具有同樣的外形。
於佈線材料11與太陽電池10之間，夾設有樹脂接著劑12。樹脂接著劑12中，包含具有導電性之複數個粒子 13。如第5圖所示，複數個粒子13，包括：被埋入於軟導電體11b內之粒子13、被軟導電體11b與匯流排條電極40所夾入之粒子13，或者，被埋入於樹脂接著劑12中之粒子13。
本實施形態中，將軟導電體11b與匯流排條電極40進行電氣性連接之區域，稱為連接區域C。連接區域C，係由被埋入於軟導電體11b內之粒子13、及被軟導電體11b與匯流排條電極40所夾入之粒子13所形成者。因而，連接區域C，係指於與第1方向大致正交之切斷面上，軟導電體11b與匯流排條電極40的間隔為與粒子13的粒徑大致同等以下的區域之意。
在此，於第2方向之連接區域C的寬度W1，係較佈線材料11的寬度W2的大致一半(W2/2)為大者。亦即，於連接區域C的兩端，被軟導電體11b與匯流排條電極40所夾入之粒子13互相的間隔，係較佈線材11的寬度W2的大致一半為大。
(太陽電池模組的製造方法)
其次，就本實施形態之太陽電池模組100的製造方法加以說明。
首先，使用鹼水溶液實施100mm四方的n型單晶矽基板20d之各向異性蝕刻(anisotropic etching)加工，藉以於n型單晶矽基板20d的受光面形成微細的凹凸。又，洗淨n型單晶矽基板20d的受光面，以去除雜質。
其次，於n型單晶矽基板20d的受光面側，採用 CVD(chemical vapor deposition，化學氣相沉積)法，依序疊層i型非晶矽層20c、p型非晶矽層20b。同樣，於n型單晶矽基板20d的背面側，依序疊層i型非晶矽層20e、p型非晶矽層20f。
其次，採用PVD(physical vapor deposition，物理氣相沉積)法，於p型非晶矽層20b的受光面側形成ITO膜20a。同樣，於n型非晶矽層20f背面側形成ITO膜20g。以上，即可製成光電轉換部20。
其次，採用網版印刷(screen printing)法、平版印刷(offset printing)法等印刷法，將環氧系熱硬化型的銀膏(siliver paste)，於光電轉換部20的受光面上及背面上，按預定的圖案加以配置。如第2圖所示，預定的圖案係由沿著第1方向延伸之2支匯流排條電極40，及沿著第2方向延伸之複數支的細線電極30所形成之格子形狀之意。
將銀膏依預定條件加熱以使溶劑揮發後，再加熱以實施本乾燥。以上，即可製成太陽電池10。
其次，如第6圖所示，於匯流排條電極40上，介由含有複數個粒子13之樹脂接著劑12而進行佈線材料11之熱壓接。藉此，將佈線材料11與太陽電池10按機械性且電氣性方式加以連接。具體而言，首先，在分別形成於光電轉換部20的受光面及背面之匯流排條電極40上，依序配置樹脂接著劑12及佈線材料11。其次，使用經加熱為約180℃之加熱器組件(heater block)50，將佈線材料11朝向太陽電池10按壓約15秒鐘左右。藉此，複數個粒子13 即被埋入於軟導電體11b內，又，被夾入於軟導電體11b與匯流排條電極40之間。
另外，作為粒子13的材料之鎳、作為軟導電體11b的材料之軟焊料以及作為匯流排條電極40的材料之銀膏的各莫氏硬度(Mohs hardness)，分別為3.5、8、2.5。因此，由於將佈線材料11按壓於太陽電池10之結果，粒子13即可被埋入於軟導電體11b中。
在此，佈線材料11與太陽電池10之間的電氣性連接，係藉由軟導體11b與匯流排條電極40的間隔為與粒子13的粒徑大致同等以下的區域之連接區域C所實施。
本實施形態中，係於第2方向，將連接區域C的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。
具體而言，如欲將連接區域C的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大時，則可採取下述3種手法。
第1種手法，係當使用加熱器組件50而將佈線材料11按壓於太陽電池10時的壓力，設為預定值以上之手法。
第2種手法，係將樹脂接著劑12中所含之粒子13的粒徑，設為預定的粒徑以上之手法。
第3種手法，係將於與第1方向大致正交之切斷面之佈線材11的外周的曲率(curvature)作小之手法。亦即，第3種手法，係作為佈線材料11而使用接近扁平者之手法。具體而言，改變將低電阻體11a從軟導電體11b的電鍍浴槽拉上時的速度、或為從電鍍浴槽拉上時所用之塑模擠壓 模(dies)的形狀，藉以控制佈線材料11的外周的曲率。
於實際的壓接步驟中，將按壓加熱器組件50之壓力、粒子13的粒徑以及佈線材料11的外周的曲率形成三者一體而使其連動，即可將連接區域C的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。
由上述作法，即可作成太陽電池串1。
其次，於玻璃基板(受光面側保護材料2)上，依序疊層EVA(密封材料4)片材、太陽電池串1、EVA(密封材料4)片材以及PET片材(背面側保護材料3)而作成疊層物。
其次，將上述疊層物，在真空環境中進行加熱壓接而使其暫時壓接後，依預定條件下進行加熱而使EVA完全硬化。由上述作法，即可製造太陽電池模組100。
另外，太陽電池模組100上，可安裝端子盒(terminal box)或Al框架等。
(作用及效果)
採用本實施形態之太陽電池模組100的製造方法，則在太陽電池10的主面上，介由含有粒子13之樹脂接著劑12而進行佈線材料11之熱壓接之步驟中，將作為佈線材料11與匯流排條電極40進行電氣性連接之區域之連接區域C的寬度W1，作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。佈線材料11的外周，已於與第1方向大致正交之切斷面，朝向匯流排條電極40而形成為凸狀。
如此，佈線材料11的外周，已朝向匯流排條電極40而形成為凸狀。因此，在熱壓接步驟中，首先，對樹脂接 著劑12的第2方向中央部施加壓力後，慢慢地往端部施加壓力。亦即，樹脂接著劑12的端部，係較中央部在時間上延後被加壓。
因而，被關閉於樹脂接著劑12中之氣體，即從中央部慢慢地被擠出至端部。亦即，樹脂接著劑12的脫氣，係從中央部慢慢地往端部進行。如此，由於能促進樹脂接著劑12的脫氣，故可抑制在熱壓接步驟後樹脂接著劑12中氣體結塊成為空洞而殘留之情形。
又，於熱壓接步驟中，已將連接區域C的寬度W作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。因此，佈線材料11與太陽電池10(匯流排條電極40)之間的電氣性連接，即可充分確保。
由於上述的作法之結果，可提升太陽電池10的集電效率、或與佈線材料11的太陽電池10(匯流排條電極40)之間的接著性。
又，本實施形態中，連接區域C，係藉由複數個粒子13而形成者。因而，連接區域C，係指於與第1方向大致正交之切斷面，軟導電體11b與匯流排條電極40之間隔，為與粒子13的粒徑大致同等以下的區域之意。
因而，如使用加熱器組件50而將佈線材料11按壓於太陽電池10之壓力作成預定值以上，則可將連接區域C的寬度W1作成佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。如將佈線材料11以大的壓力按壓於太陽電池10(匯流排條電極40)，則軟導電體11b產生變形之結果，可增大連接 區域C的寬度W1。
又，如將樹脂接著劑12中所含之粒子13的粒徑作成預定的粒徑以上，則可將連接區域C的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。由於連接區域C，係指軟導電體11b與太陽電池10(匯流排條電極40)的間隔，為與粒子13的粒徑大致同等以下的區域之故。如此，如增大粒子13的粒徑，則可增大連接區域C的寬度W1。
又，如將於與第1方向大致正交之切斷面之佈線材料11的外周的曲率作成小，則可將連接區域C的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。由於如佈線材料11接近扁平形狀，則可將佈線材料11與太陽電池10(匯流排條電極40)的間隔為與粒子13的粒徑大致同等以下的區域的寬度作成大之故。
2.第2實施形態
其次，就本發明的第2實施形態，一邊參考圖式一邊加以說明。本實施形態與上述第1實施形態的不同點，在於匯流排條電極具有朝向佈線材料突出之突起部之處。在下述中，省略與上述第1實施形態相同或類似的部分的說明。
(太陽電池串之構成)
就本實施形態之太陽電池串1的構成，一邊參考第7圖一邊加以說明。第7圖，係於第4圖的B-B線之放大剖面圖。
如第7圖所示，有關本實施形態之匯流排條電極40， 具有朝向佈線材料11按凸形所形成之突起部40a。突起部40a，係形成於匯流排條電極40中之第2方向之端部。突起部40a，係陷入於佈線材料11所具有之軟導電體11b中。於第3方向之突起部40a的高度，較佳為與軟導電體11b的厚度T1大致同等者。此種突起部40a，可依下述的第1至第3的手法而形成。
第1種手法，係於光電轉換部20上依網版印刷法形成匯流排條電極40時，增大固定絲網之框體與光電轉換部20的間隔之手法。
首先，將光電轉換部20與框體按預定間隔之方式加以固定。其次，從絲網的開口部分將銀膏擠出於光電轉換部20上。此時，絲網，係被壓平輥(squeege)往光電轉換部20側按壓之後，反跳至原來位置。
在此，絲網係具有：於框體上按格子狀張掛之鐵絲的開口部分被乳劑所填堵之部分、及按匯流排條電極40的形狀而乳劑不全的部分。因而，當絲網反跳時，於形成有乳劑之部分與乳劑不全之部分的境界上，銀膏即因被絲網拉伸而隆起。因此，於匯流排條電極40的端部，將形成突起部40a。此種突起部40a，係絲網的反跳愈大，亦即，固定絲網的框體與光電轉換部20的間隔愈大，形成越高。
第2種手法，係在光電轉換部20上依網版印刷法而形成匯流排條電極40時，提高印刷速度之手法。印刷速度，係指從絲網的開口部分對光電轉換部20擠出銀膏時的壓平輥子的移動速度之意。
如提高壓平輥子的移動速度時，則絲網更快速反跳。如絲網快速反跳時，則於形成有乳劑之部分與乳劑不全之部分的境界，銀膏即被絲網拉伸。因而，於匯流排條電極40的端部，形成突起部40a。此種突起部40a，如絲網愈快速反跳，亦即，愈提高印刷速度，則可形成為愈高。
第3種手法，係在光電轉換部20上依網版印刷法而形成匯流排條電極40時，提高作為匯流排條電極40的材料之銀膏的黏度之手法。如上述，銀膏係於形成有乳劑之部分與乳劑不全之部分的境界上，與絲網一起隆起。此時，如銀膏的黏度愈高，則愈容易被絲網所拉伸。亦即，如愈增高銀膏的黏度，則愈能增高突起部40a。
另外，本實施形態中，如第7圖所示，佈線材料11的外周，係朝向匯流排條電極40按凸狀方式所形成者，而於第2方向之連接區域C的寬度W1，係較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大者。
(作用及效果)
本實施形態之太陽電池模組100中，與上述第1實施形態同樣，佈線材料11的外周，係於與第1方向大致正交之切斷面上，朝向匯流排條電極40按凸狀方式所形成者，而連接區域C的寬度W1，係較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。
因而，於連接佈線材料11之步驟中，除能促進樹脂接著劑12的脫氣之外，尚可於連接區域C中達成佈線材料11與匯流排條電極40之間的電氣性連接。
再者，於有關本實施形態之太陽電池模組100中，匯流排條電極40具有朝向佈線材料11而形成於匯流排條電極40的第2方向之端部，並陷入於佈線材料11中。
如此，由於佈線材料11中陷入有突起部40a之故，除能提升佈線材料11與匯流排條電極40之間的機械性連接強度之外，尚可提升佈線材料11與匯流排條電極40之間的電氣性連接。結果，可更提升太陽電池10的集電效率及佈線材料11的接著性。
3.第3實施形態
其次，使用圖式，就本發明之第3實施形態加以說明。本實施形態與上述第1實施形態的不同點，在於本實施形態之太陽電池不具備匯流排條電極作為集電電極之處。因而，於下述說明中，省略與上述第1實施形態相同或類似部分的說明。
(太陽電池模組之概略構成)
就本實施形態之太陽電池200的概略構成，一邊參考第8圖一邊加以說明。第8圖係有關本實施形態之太陽電池模組200的側面放大圖。
太陽電池模組200係於受光面側保護材料2與背面側保護材料3之間，使用密封材料4密封太陽電池串60之方式所構成者。
太陽電池串60具備：複數個太陽電池70、佈線材料11以及樹脂接著劑72。太陽電池串60係作成將按照第1方向所排列之複數個太陽電池70，使用佈線材料11而互 相連接之方式所構成。
樹脂接著劑72係以環氧樹脂作為主成分之帶狀薄膜片材接著劑。但，樹脂接著劑72中，不含具有導電性之粒子。
其他構成，則與上述第1實施形態相同。
(太陽電池之構成)
其次，就太陽電池70的構成，一邊參考第9圖一邊加以說明。第9圖係太陽電池70的受光面側的平面圖。
太陽電池70係如第9圖所示，具備：光電轉換部20及細線電極30。太陽電池70，不具備匯流排條電極作為集電電極。
其他構成，則與上述第1實施形態相同。
(太陽電池串之構成)
其次，就太陽電池串60的構成，一邊參考第10圖至第12圖一邊加以說明。第10圖係在表示於太陽電池70上配設有佈線材料11之狀態。第11圖係第10圖的D-D線之放大剖面圖。第12圖係第10圖的E-E線之放大剖面圖。
如第10圖所示，樹脂接著劑72係於大陽電池70上，沿著第1方向配置2支。又，佈線材料11係於樹脂接著劑72上，沿著第1方向配置。佈線材料11於第2方向之寬度，係較樹脂接著劑72的寬度為窄。
如此，於太陽電池70上，樹脂接著劑72及佈線材料11係依序所配置者。
如第11圖所示，佈線材料11係包含低電阻體11a、軟導電體11b以及軟導電體11c。於第2方向之佈線材料11的寬度為W2。
於與太陽電池70的主面大致正交之第3方向，軟導電體11b的厚度T1，係從第2方向中央部隨著往端部而變小。亦即，於與第1方向大致正交之切斷面上，佈線材料11的外周，係朝向太陽電池70而形成為凸狀。
如第12圖所示，細線電極30的上端部，係被埋入於軟導電體11b中。亦即，細線電極30的一部分，係被埋入於佈線材料11中。因此，細線電極30與佈線材料11可互相按電性及機械性方式連接。
本實施形態中，如第11圖及第12圖所示，將細線電極30與軟導電體11b按電氣性連接之區域，稱為連接區域F。連接區域F，係因細線電極30的一部分被埋入於佈線材料11中所形成者。
在此，於第2方向之連接區域F的寬度W1，如第11圖所示，係較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。
(太陽電池模組之製造方法)
其次，就本實施形態之太陽電池模組200的製造方法加以說明。
首先，製作與第1實施形態中所說明者同樣的光電轉換部20。
其次，採用網版印刷法、平版印刷法等的印刷法，將環氧系熱硬化型的銀膏，於光電轉換部20的受光面上及背 面上，沿著第2方向各塗佈複數支。其次，將銀膏依預定條件加熱以揮發溶劑後，再加熱以實施本乾燥。如此方式形成細線電極30。依上述作法，即可製作太陽電池70。
其次，於太陽電池70上，介由樹脂接著劑72而實施佈線材料11之熱壓接。由此，將佈線材料11與太陽電池70按機械性且電氣性方式加以連接。具體而言，首先，於光電轉換部20的受光面上及背面上，分別依序配置樹脂接著劑72及佈線材料11。其次，使用經加熱為約180℃之加熱器組件，將佈線材料11朝太陽電池70按壓約15秒鐘左右。
佈線材料11與太陽電池70之間的電氣性連接，即由細線電極30的一部分被埋入於佈線材料11中之區域，亦即，藉由連接區域F而實現。在此，本實施形態中，將於第2方向之連接區域F的寬度W1，作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。
具體而言，如欲將連接區域F的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大時，則可採用下述的2種手法。
第1種手法，係使用加熱器組件50而將佈線材料11按壓於太陽電池70之壓力，作成預定值以上之手法。
第2種手法，係將於與第1方向大致正交之切斷面之佈線材料11的外周的曲率作小之手法。亦即，作為佈線材料11而使用接近扁平者之作法。具體而言，改變將低電阻體11a從軟導電體11b的電鍍浴槽拉上時的速度、或從電 鍍浴槽拉上時所用之塑模擠壓模的形狀，藉以控制佈線材料11的外周的曲率。
於實際的壓接步驟中，將按壓加熱器組件50之壓力與佈線材料11的曲率作為兩者一體而使其連動，即可將連接區域F的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。由上述作法，即可製成太陽電池串60。
其次，於玻璃基板(受光面側保護材料2)上，依序疊層EVA(密封材料4)片材、太陽電池串60、EVA(密封材料4)片材以及PET片材(背面側保護材料3)而作成疊層物。
其次，將上述疊層物，在真空環境中進行加熱壓接而使其暫時壓接後，依預定條件下進行加熱而使EVA完全硬化。由上述作法，即可製造太陽電池模組200。
另外，太陽電池模組200上，可安裝端子盒或Al框架等。
(作用及效果)
採用本實施形態之太陽電池模組200的製造方法，則在太陽電池70的主面上，介由樹脂接著劑72而進行佈線材料11之熱壓接之步驟中，將佈線材料11與細線電極30進行電氣性連接之連接區域F的寬度W1，作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半為大。佈線材料11的外周，已於與第1方向大致正交之切斷面，朝向匯流排條電極40而形成為凸狀。
如此，佈線材料11的外周，已朝向匯流排條電極40而形成為凸狀。因此，在熱壓接步驟中，首先，對樹脂接 著劑72的第2方向中央部施加壓力後，慢慢地往端部施加壓力。因而，樹脂接著劑72的脫氣，係從中央部慢慢地往端部進行。如此，能促進樹脂接著劑72的脫氣之結果，可抑制在熱壓接步驟後樹脂接著劑72中氣體結塊成為空洞而殘留之情形。
又，於熱壓接步驟中，已將連接區域F的寬度W1作成較佈線材料11的寬度W2的大致一半。因此，佈線材料11與太陽電池70(細線電極30)之間的電氣性連接即可充分確保。
由於上述的結果，即可提升太陽電池70的集電效率，及佈線材料11對太陽電池70(細線電極30)之間的接著性。
(其他實施形態)
本發明之內容係利用上述實施形態而加以記載者，惟不可理解為本發明係由構成該揭示之一部分之論述及圖式所限定。所屬技術領域中具有通常知識者必定可從該揭示明瞭種種替代實施形態、實施例以及運用技術。
又，上述實施形態中，雖於光電轉換部20的背面形成複數支細線電極30，惟可以覆蓋背面全面之方式來形成。本發明，並不限定形成於光電轉換部20的背面之細線電極30的形狀。
又，上述第1實施形態中，雖將於樹脂接著劑12的第2方向之寬度作成較匯流排條電極40在第2方向之寬度為大，惟可為大致相同或作小。
又，上述第2實施形態中，雖將突起部40a形成較軟 導電體11b的厚度T1為小，惟亦可將突起部40a的高度形成較軟導電體11b的厚度T1為大。亦即，突起部40a亦可到達低電阻體11a。
又，上述第3實施形態中，雖將樹脂接著劑72在第2方向之寬度，作成較佈線材料11在第2方向之方向之寬度為大，惟亦可作成大致同等或較小。
如此，本發明當然可涵蓋在此揭示中未記載之種種實施形態等。因而，根據上述說明可明白本發明的技術範圍係僅藉由申請專利範圍之發明特定事項妥適決定者。
[實施例]
以下，雖就用於本發明之太陽電池模組之太陽電池的實施例加以具體說明，惟本發明並不被限定於下述實施例所示者，只要在不變更其要旨之範圍內，仍可適當變更而實施。
依據下表1製作實施例1至8及比較例1至5。
(實施例)
首先，使用尺寸100mm四方的n型單晶矽基板，製作光電轉換部。
於光電轉換部的受光面及背面上，使用環氧系熱硬化型的銀膏，依網版印刷法按梳形(comb shape)狀形成細線電極及匯流排條電極。作成匯流排條電極的厚度(高度)為50μm、寬度為1.5mm。如此方式製作太陽電池。
其次，於寬度1.5mm的扁平銅箔的上下面，製備將SnAgCu(錫銀銅)系錫焊料電鍍處理為凸形狀之佈線材料。具體而言，將佈線材料在寬度方向之中央部及端部的厚度，按表1所示在每實施例中作成互為不相同。
藉由改變從錫焊料浴槽拉上銅箔用的構件之塑模擠壓 模的形狀而實施佈線材料的厚度的控制。
其次，於1個太陽電池的受光面上所形成之匯流排條電極、及相鄰接之另一太陽電池的背面上所形成之匯流排條電極上，塗佈環氧樹脂系接著劑。作為環氧樹脂系接著劑，則採用於環氧樹脂1mm3 中混練鎳粒子約50,000個者。鎳粒子的粒徑，則按表1所示在每實施例中設定。
其次，於環氧樹脂系接著劑上，配置佈線材料。
其次，在使用經加熱為200℃之金屬頭(metal head)從佈線材料的上下一邊加壓一邊加熱60秒鐘。金屬頭的加壓力，係按表1所示在每實施例中設定。
如上述方式，製作成實施例1至8之太陽電池。
(比較例)
將有關本發明之比較例1至5之太陽電池串，依據上述表1加以製作。比較例與上述實施例之間的製造方法上之不同點，係在於佈線材料在寬度方向之中央部和端部的厚度、鎳粒子的粒徑以及金屬頭的加熱壓的設定。
其他步驟，係與上述實施例相同。
(輸出之測定)
以下，就一邊參考表1，一邊於進行佈線材料之熱接著之前後，測定實施例1至8及比較例1至5之太陽電池的輸出之結果加以檢討。
表1中，輸出比係指實施佈線材料之熱接著之後的太陽電池輸出對進行佈線材料之熱接著之前的太陽電池輸出之相對值。
又，就實施例1至8及比較例1至5，測定佈線材料與匯流排條電極進行電氣性連接之連接區域的寬度。在此，連接區域，係指錫焊料與匯流排條電極之間隔為與鎳粒子的粒徑大致相同以下的區域之意。表1係表示第2方向中之連接區域的寬度對佈線材料的寬度之相對值。
從比較例1、2及實施例1、2的結果，經確認可藉由增高佈線材料的壓接壓力來增大連接區域。又，經確認愈增大連接區域，則愈能抑制太陽電池的輸出降低。此乃藉由連接區域之增大而能降低佈線材料與匯流排條電極之間的接觸電阻之結果。
同樣，從實施例3至6的結果，亦經確認可藉由增高佈線材料的壓接壓力並增大連接區域，來抑制太陽電池的輸出降低。
又，當比較實施例1、2、實施例3至6、以及比較例3、4的結果時，經確認如增大鎳粒子的粒徑時，則可抑制太陽電池的輸出降低。此乃因連接區域，係錫焊料與匯流排條電極的間隔為鎳粒子的粒徑大致同等以下的區域之故。在此，連接區域係由環氧樹脂系接著劑中的鎳粒子所形成者。
當比較比較例2及實施例7、8的結果時，經確認錫焊料的中央部與端部之間的厚度差愈小，則愈能增大連接區域。此乃因如佈線材料愈接近扁平形狀，則愈能增大由鎳粒子所形成之連接區域的寬度之故。
另一方面，從比較例5的結果，經確認如將佈線材料 形成為扁平形狀時，則連接區域將顯著變小。結果，藉由佈線材料之熱壓接會使太陽電池的輸出顯著降低。此乃因將佈線材料形成為扁平形狀，而不能促進環氧樹脂系接著劑的脫氣，以致在環氧樹脂系合劑中氣體結塊成為空洞而殘留之故。亦即，實施例1至8中，可促進環氧樹脂系接著劑的脫氣。
1、60‧‧‧太陽電池串
2‧‧‧受光面側保護材料
3‧‧‧背面側保護材料
4‧‧‧密封材料
10‧‧‧太陽電池
11‧‧‧佈線材料
11a‧‧‧低電阻體
11b、11c‧‧‧軟導電體
12、72‧‧‧樹脂接著劑
13‧‧‧粒子
20‧‧‧光電轉換部
20a、20g‧‧‧ITO膜
20b‧‧‧p型非晶矽層
20c、20e‧‧‧i型非晶矽層
20d、20f‧‧‧n型單晶矽基板
30‧‧‧細線電極
40‧‧‧匯流排條電極
40a‧‧‧突起部
50‧‧‧加熱器組件
70‧‧‧太陽電池
100、200‧‧‧太陽電池模組
C、F‧‧‧連接區域
W1、W2‧‧‧寬度
第1圖係本發明第1實施形態之太陽電池模組100的側面圖。
第2圖係本發明第1實施形態之太陽電池10的平面圖。
第3圖係第2圖A-A線之剖面圖。
第4圖係顯示於第2圖的匯流排條電極40接合(junction)佈線材料11之狀態之示意圖。
第5圖係第2圖B-B線之放大剖面圖。
第6圖為說明本發明第1實施形態之太陽電池模組100的製造方法用之示意圖。
第7圖係本發明第2實施形態之太陽電池模組100的放大剖面圖。
第8圖係本發明第3實施形態之太陽電池模組200的側面圖。
第9圖係本發明第3實施形態之太陽電池10的平面圖。
第10圖係顯示於本發明第3實施形態之太陽電池10 接合佈線材料11之狀態之示意圖。
第11圖係第10圖的D-D線之剖面圖。
第12圖係第10圖的E-E線之剖面圖。
1‧‧‧太陽電池串
2‧‧‧受光面側保護材料
3‧‧‧背面側保護材料
4‧‧‧密封材料
10‧‧‧太陽電池
11‧‧‧佈線材料
12‧‧‧樹脂接著劑
100‧‧‧太陽電池模組

Claims (7)

  1. 一種太陽電池模組，係具備有沿著第1方向所排列之第1及第2太陽電池、以及將前述第1及第2太陽電池互相電氣性連接一起之佈線材料者，其特徵為：前述第1及第2太陽電池係具有因受光而生成光生成載體之光電轉換部、及形成於前述光電轉換部的主面上而進行前述光生成載體之集電的集電電極，而前述佈線材料係於前述第1及第2太陽電池的主面上沿著前述第1方向所配設，於前述佈線材料與前述第1及第2太陽電池的主面之間配設有樹脂接著劑，於與前述第1方向大致正交之切斷面上，前述佈線材料的外周係朝向前述第1及第2太陽電池形成為凸狀，於與前述第1方向大致正交之第2方向，作為前述佈線材料與前述集電電極進行電氣性連接之區域的連接區域之寬度，係較前述佈線材料的寬度的大致一半為大；前述佈線材料於與前述第1方向大致正交之切斷面上，具有：與前述集電電極接觸的凸部；以及非接觸部，係與前述集電電極分離且隔著前述樹脂接著劑而與前述集電電極接著。
  2. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，前述集 電電極係包含從前述光電轉換部進行前述光生成載體之集電的複數支細線電極、及從前述細線電極進行前述光生成載體之集電的匯流排條電極，前述匯流排條電極係沿著前述第1方向所形成，前述佈線材料係配設於前述匯流排條電極上，前述樹脂接著劑係包含具有導電性之複數個粒子，前述連接區域係由前述樹脂接著劑中所含之前述粒子所形成。
  3. 如申請專利範圍第2項之太陽電池模組，其中，前述匯流排條電極係具有朝向前述佈線材料形成為凸狀之突起部，前述突起部係形成於前述匯流排條電極的前述第2方向之端部，前述突起部係陷入於前述佈線材料內。
  4. 如申請專利範圍第1項之太陽電池模組，其中，前述集電電極係包含從前述光電轉換部進行前述光生成載體之集電的複數支細線電極，前述連接區域係藉由前述細線電極的一部分被埋入於前述佈線材料中而形成。
  5. 一種太陽電池模組之製造方法，係具備有沿著第1方向所排列之第1及第2太陽電池、以及將前述第1及第2太陽電池互相電氣性連接一起之佈線材料者，其特徵為：該製造方法具備： 於因受光而生成光生成載體之光電轉換部的主面上，形成進行前述光生成載體之集電的集電電極，藉以製作前述第1及第2太陽電池之步驟A；以及於前述第1及第2太陽電池的主面上，隔著樹脂接著劑而將前述佈線材料沿著前述第1方向進行熱壓接之步驟B，而於與前述第1方向大致正交之切斷面上，前述佈線材料的外周係朝向前述第1及第2太陽電池形成有凸部，在前述步驟B中，係於與前述第1方向大致正交之第2方向，將作為前述佈線材料與前述集電電極進行電氣性連接之區域的連接區域之寬度，作成較前述佈線材料的寬度的大致一半為大；於與前述第1方向大致正交之切斷面上，前述佈線材料的凸部與前述集電電極接觸；前述佈線材料的非接觸部係與前述集電電極分離且隔著前述樹脂接著劑而與前述集電電極接著；前述熱壓接係於前述佈線材料的前述凸部之融點以下進行。
  6. 如申請專利範圍第5項之太陽電池模組之製造方法，其中，前述樹脂接著劑係包含具有導電性之複數個粒子，而前述步驟B中，將前述樹脂接著劑中所含之前述粒子的粒徑設為預定的粒徑以上，藉以將前述連接區域的 寬度，作成較前述佈線材料的寬度的大致一半為大。
  7. 如申請專利範圍第5項之太陽電池模組之製造方法，其中，前述步驟B中，將前述佈線材料熱壓接於前述第1及第2太陽電池的主面上時的壓力設為預定的壓力以上，藉以將前述連接區域的寬度，作成較前述佈線材料的寬度的大致一半為大。
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