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WO2013069425A1 - 太陽電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

太陽電池モジュールおよびその製造方法 Download PDF

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Publication number
WO2013069425A1
WO2013069425A1 PCT/JP2012/076866 JP2012076866W WO2013069425A1 WO 2013069425 A1 WO2013069425 A1 WO 2013069425A1 JP 2012076866 W JP2012076866 W JP 2012076866W WO 2013069425 A1 WO2013069425 A1 WO 2013069425A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
solar cell
current collecting
collecting electrode
thermosetting resin
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/076866
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
濱口　恒夫
良美 藪垣
大介 越前谷
藤田　淳
高山　智生
宮本　慎介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to CN201280050762.1A priority patent/CN103875078B/zh
Priority to US14/352,114 priority patent/US9484479B2/en
Priority to JP2013542906A priority patent/JP5738425B2/ja
Publication of WO2013069425A1 publication Critical patent/WO2013069425A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H10F19/906—Structures for connecting between photovoltaic cells, e.g. interconnections or insulating spacers for series or parallel connection of photovoltaic cells characterised by the materials of the structures
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Definitions

  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof, and in particular, a plurality of solar cell elements are electrically connected by connecting electrodes provided in each solar cell element via a wiring material.
  • the present invention relates to a solar cell module and a manufacturing method thereof.
  • a solar cell element generally has a light receiving surface that receives sunlight and a back surface that does not receive sunlight, and a current collecting electrode (bus electrode) and a back electrode are formed on the front and back for joining to a wiring material (tab).
  • the wiring material is a collector electrode formed on the light receiving surface of one solar cell element, and a back electrode formed on the back surface of another solar cell element adjacent to the solar cell element. And are connected alternately.
  • a good conductor such as copper is used.
  • the solar cell element includes, for example, a photoelectric conversion unit that performs photoelectric conversion on a semiconductor substrate such as silicon, a thin wire electrode (grid electrode) that collects photogenerated carriers generated by the photoelectric conversion unit, and a collected light generation In order to transmit the carrier from the thin wire electrode to the wiring member, a collecting electrode joined to the wiring member is provided.
  • the current collecting electrode is an electrode for joining the wiring materials, and a plurality of current collecting electrodes are formed on the solar cell element so as to intersect with the thin wire electrode.
  • the current collecting electrode and the fine wire electrode are both formed by firing a conductive paste.
  • the conductive paste contains, for example, glass or resin as a binder and particles of a good conductive material such as silver (Ag) as a filler.
  • Patent Document 1 discloses a solar cell module configured by joining a wiring material made of, for example, copper as described above and a collecting electrode formed of a conductive paste containing silver particles with solder.
  • the solar cell module described in Patent Document 1 is intended to improve the adhesion between a solar cell using a resin-curing conductive paste as a collecting electrode and a wiring material.
  • This current collecting electrode is obtained by firing a conductive paste obtained by mixing a thermosetting resin composition and conductive powder, and the thermosetting resin has a volume ratio of 70% or more and a glass transition point of 80 ° C. or more. Contains a resin of 200 ° C. or lower.
  • the solar cell module is configured such that a wiring material in which lead-free solder is coated on a current collecting electrode is soldered.
  • the purpose of the present invention is to prevent contamination of the manufacturing equipment due to the flux used when soldering the collector electrode and the wiring material of the solar cell element, and to suppress the damage of the solar cell element due to the flux.
  • a solar cell module is disclosed in Patent Document 2, for example.
  • the current collecting electrode is configured to include a protrusion extending in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the electrode on the surface connecting the connection tabs, whereby the flux is Although it is assumed to be used, damage due to the flux is suppressed.
  • tin (Sn) -based solders such as Sn-3Ag-0.5Cu and Sn-Cu are usually used for solar cell modules.
  • flux is applied to at least one solder joint between the current collecting electrode surface and the wiring material surface in order to remove oxides and the like formed on each surface of the current collecting electrode and the wiring material. It is necessary to apply.
  • oxide film of the surface of a current collection electrode and the surface of a wiring material is removed by the reduction
  • Patent Document 3 a method for manufacturing a solar cell module in which a wiring material and a collecting electrode are joined by a resin adhesive is disclosed in, for example, Patent Document 3.
  • Patent Document 3 a Ni ball coated with nickel (Ni), gold (Au) or the like, or a thermosetting resin adhesive containing conductive particles coated with Au or the like on a plastic ball is disposed on the collecting electrode.
  • the arranged resin adhesive is cured, and the connection between the wiring material and the collecting electrode is realized.
  • the physical connection between the wiring material and the current collecting electrode is realized by a thermosetting resin adhesive, and the electrical connection between the wiring material and the current collecting electrode is performed by contact with the contained conductive particles.
  • the thermosetting resin adhesive a belt-like film mainly composed of an epoxy resin is used.
  • the solar cell modules described in Patent Document 1 and Patent Document 2 are configured so that a wiring material containing copper and a current collecting electrode containing a conductive paste containing silver particles are joined by solder. . Therefore, in the method of joining with solder, it is not possible to resist the thermal stress generated by a large thermal expansion difference between a wiring material formed of a good conductor metal such as copper and a solar cell element formed of a semiconductor such as silicon. There was a problem that the collecting electrode peeled off from the solar cell element.
  • the wiring material and the collecting electrode are joined with a resin adhesive.
  • the electrical connection between the wiring member and the current collecting electrode is established by the contact of the conductive particles.
  • the electrical resistance between the wiring member and the current collecting electrode is about 10 times larger than that when the solder is used for joining, and there is a problem that desired characteristics cannot be obtained.
  • a paste containing silver (Ag) particles used as a material for the collector electrode formed on the light receiving surface of the solar cell element is very expensive.
  • the paste is collected.
  • a large amount of Ag is required to form the electrode with a width of 1 to 2 mm which is usually used by setting the width of the electric electrode to be equal to or larger than that of the wiring material.
  • An object of the present invention is to provide a solar cell module and a method for manufacturing the solar cell module which prevent the peeling of the collecting electrode by bonding with strength and improve the bonding reliability between the wiring material and the collecting electrode.
  • a wiring material for electrically connecting a plurality of solar cell elements, and provided on the light receiving surface of the solar cell element The collector electrode of the solar cell element, which extends in the first direction parallel to the wiring material and is perpendicular to the first direction, has a smaller width than the wiring material, and the entire lower surface of the wiring material is melted.
  • a solder joint part joined by solder, and the shape of the solder joint part gradually narrows toward the current collecting electrode, and a structure in which a side surface of the solder joint part is covered with a thermosetting resin, It is to be prepared.
  • a method for manufacturing a solar cell module in which a plurality of solar cell elements are electrically connected by a wiring material, the light receiving surface on the light receiving surface of the solar cell element A first step of disposing a thermosetting resin composition on a collecting electrode formed so as to extend in a first direction parallel to the temperature of the thermosetting resin composition, and not less than the softening temperature of the thermosetting resin composition and less than the curing start temperature. While heating, a wiring material coated with solder and having a width wider than that of the current collecting electrode in a cross section perpendicular to the first direction is directed from the thermosetting resin composition disposed in the first step toward the current collecting electrode.
  • the thermosetting resin group moved in the second step The solder is joined to the current collector electrode and the wiring material with the molten solder while being heated to a temperature at which the thermosetting resin composition is cured at a temperature equal to or higher than the melting start temperature of the thermosetting resin composition, and the solder is formed.
  • the shape of the joining portion includes a third step in which a shape gradually narrowing toward the current collecting electrode is formed, and a side surface of the solder joining portion is covered with a thermosetting resin.
  • the material for forming the current collecting electrode can be reduced, and the peeling of the current collecting electrode from the solar cell element can be suppressed, and the bonding reliability between the wiring material and the current collecting electrode can be reduced. It is possible to obtain a solar power module with improved performance and a method for manufacturing the same.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing the solar cell string according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the solar cell string according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4-1 is a cross-sectional view showing the junction structure of the solar cell string according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 4-2 is a cross-sectional view showing the junction structure of the solar cell string according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 5-1 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIGS. 5-3 is sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module of Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIGS. 5-4 is sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module of Embodiment 1 of this invention.
  • FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the junction structure of the solar cell string according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the junction structure of the solar cell string according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 9-1 is a plan view showing the structure of the solar cell string according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9-2 is a plan view showing the structure of the solar cell string according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the junction structure of the solar cell string according to Embodiment 4 of the present invention.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure of solar cell module 100 according to Embodiment 1 for carrying out the present invention.
  • the solar cell module 100 includes a solar cell string 10 in which a plurality of solar cell elements 1 are connected by a wiring material 2, a light receiving surface protection material 11, a back surface protection material 12, and a sealing material 13. It is configured.
  • the solar cell string 10 includes a light receiving surface protective material 11 disposed on the front surface side of the solar cell module 100 (the light receiving surface 1a side of the solar cell element 1), and the opposite side to the light receiving surface 1a (the back surface of the solar cell element 1). 1b side) is sealed together with a sealant 13 between the back surface protective material 12 and the back surface protective material 12.
  • a sealant 13 between the back surface protective material 12 and the back surface protective material 12.
  • the material of the wiring material 2 for example, a good conductor surface such as copper coated with solder is used.
  • the light-receiving surface protection material 11 is made of a light-transmitting material, and is disposed on the light-receiving surface 1a side of the solar cell element 1 constituting the solar cell string 10 to protect the light-receiving surface 1a side of the solar cell element 1.
  • glass or translucent plastic is used as the material of the light-receiving surface protection material 11.
  • the back surface protective material 12 is disposed on the surface (back surface 1b) side opposite to the light receiving surface 1a of the solar cell element 1 constituting the solar cell string 10, and protects the back surface 1b side of the solar cell element 1.
  • a transparent film such as PET (Polyethylene Terephthalate) or a laminated film sandwiching Al foil is used.
  • the sealing material 13 is disposed between the solar cell string 10 and the light receiving surface protection material 11 and between the solar cell string 10 and the back surface protection material 12.
  • a light-transmitting resin such as EVA (Ethylene Vinyl Acetate) Copolymer), silicone, or urethane is used.
  • the solar cell string 10 includes a plurality of solar cell elements 1 and wiring members 2 arranged in a predetermined arrangement direction.
  • the plurality of solar cell elements 1 are arranged at a predetermined distance apart in a predetermined arrangement direction.
  • the quantity of the solar cell elements 1 electrically connected is not limited to this, and more The solar cell element 1 can be provided.
  • FIG. 2 is a perspective view of a solar cell string 10 in which a plurality of solar cell elements 1 are connected by a wiring material 2.
  • the solar cell element 1 includes a photoelectric conversion unit formed on the light receiving surface 1 a, a thin wire electrode (grid electrode) 3 that collects photogenerated carriers from the photoelectric conversion unit, and light generation from the thin wire electrode 3.
  • a current collecting electrode (bus electrode) 4 for collecting the carrier and joining the wiring member 2 is provided.
  • the solar cell string 10 includes a current collecting electrode 4 formed on the light receiving surface 1a and a back electrode 5 formed on the back surface 1b of another adjacent solar cell element 1 in FIG. 1 and FIG. As shown, the wiring members 2 are alternately electrically connected in series.
  • the electrode width of the wiring member 2 is set to 1 to 2 mm, for example.
  • the thin wire electrodes 3 are formed at equal intervals over the entire surface of the solar cell element 1 because it is necessary to collect current efficiently.
  • the electrode width of the thin wire electrode 3 is set as narrow as several tens of micrometers in order to enlarge the photoelectric conversion region.
  • the current collecting electrode 4 is an electrode for joining the wiring material 2 and is formed so as to intersect with the thin wire electrode 3.
  • a plurality of collecting electrodes 4 such as 2 to 4 are formed on the solar cell element 1.
  • the electrode width of the collecting electrode 4 is set to, for example, less than 1 mm.
  • the thin wire electrode 3 and the current collecting electrode 4 are connected to the photoelectric conversion portion at the bottom portion and fixed to the light receiving surface.
  • the fine wire electrode 3 and the collecting electrode 4 are both formed by firing a conductive paste.
  • the conductive paste contains, for example, glass or resin as a binder and particles of a good conductive material such as silver (Ag) as a filler.
  • the current collecting electrode 4 may be formed using a film formation method using a dry process such as sputtering or vapor deposition, or a film formation method using a wet process such as plating.
  • the photoelectric conversion unit of the solar cell element 1 is configured as follows using, for example, p-type silicon having a thickness of 100 to 200 ⁇ m as a substrate.
  • An n-type impurity layer (impurity diffusion region: not shown) is formed on the light-receiving surface 1a side of the p-type silicon substrate by phosphorous diffusion, and silicon nitride for preventing reflection of incident light and improving conversion efficiency
  • An antireflection film including a film is provided by surface treatment. Therefore, the 1st surface, ie, the light-receiving surface 1a, of the solar cell element 1 is a photoelectric conversion part (photoelectric conversion part region).
  • a p + impurity layer containing a high concentration impurity is formed on the second surface of the p-type silicon substrate (hereinafter simply referred to as substrate), that is, the back surface 1b. Further, as shown in FIG. 1, a back electrode 5 is provided on the second surface for the purpose of reflecting incident light and extracting electric power.
  • FIG. 3 is a plan view showing the structure of the solar cell string 10. For the sake of illustration, only one solar cell element 1 is shown. As shown in FIG. 3, the thin wire electrode 3 and the current collecting electrode 4 are disposed on the light receiving surface 1 a of the solar cell element 1. On the current collecting electrode 4, the wiring material 2 is further disposed so as to cover the current collecting electrode 4. In FIG. 3, the collecting electrode 4 is indicated by a dotted line at a position overlapping the wiring member 2.
  • a collecting electrode 4 is provided so as to intersect the thin wire electrode 3, and the wiring member 2 is disposed on the collecting electrode 4 by solder bonding. Therefore, the photogenerated carrier generated by the photoelectric conversion unit is collected by the fine wire electrode 3, and the photo produced carrier collected by the fine wire electrode 3 is further collected by the current collecting electrode 4 and collected by the current collecting electrode 4. The photogenerated carrier thus transmitted is transmitted to the wiring material 2 which is soldered.
  • FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views showing the junction structure of the solar cell string 10, and FIG. 4A is a cross-sectional view taken along line AA of the solar cell element 1 shown in FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line BB of the solar cell element 1 shown in FIG.
  • a plurality of current collecting electrodes 4 and a plurality of thin wire electrodes 3 are formed on the light receiving surface 1a of the solar cell element 1.
  • FIGS. One cross section is shown.
  • FIG. 4A is a cross-sectional view between a connection portion where the collecting electrode 4 intersects the fine wire electrode 3 and an adjacent connection portion. Since the cut surface is a position between one connection portion and another adjacent connection portion, as is clear from FIG. 4-1, the cross section of the current collecting electrode 4 is shown. The cross section of is not shown. As shown in FIG. 4A, on the light receiving surface 1a of the solar cell element 1, the current collecting electrode 4 is disposed so as to extend in a direction perpendicular to the paper surface (first direction) parallel to the light receiving surface 1a. Yes.
  • the entire lower surface of the wiring member 2 and the current collecting electrode 4 are soldered together with molten solder to form a solder joint 6.
  • the cross-sectional shape of the solder joint portion 6 has a shape that gradually decreases from the lower surface of the wiring member 2 toward the current collecting electrode 4, and spreads on the side surface of the current collecting electrode 4. Since there is no inflection point in the shape of the solder joint portion 6, there is no stress concentration portion, so that highly reliable solder joint can be realized. Moreover, since the side surface of the solder joint portion 6 is covered with the thermosetting resin 7, the solder joint portion 6 is reinforced, and the joint reliability of the solder joint portion 6 can be further enhanced.
  • the collecting electrode 4 is smaller than the width of the wiring member 2 in the cross section shown in FIG. 4A (the cross section perpendicular to the first direction). That is, the width of the wiring material 2 is larger than the width of the current collecting electrode 4 in a cross section perpendicular to the direction in which the wiring material 2 and the current collecting electrode 4 extend.
  • the width of the wiring member 2 is 1 to 2 mm, preferably 1.2 to 1.5 mm
  • the width of the current collecting electrode 4 is 0.1 to 0.8 mm, preferably 0. It is set to 4 to 0.6 mm.
  • solder coated around the wiring material 2 is used, but at least the lower surface of the wiring material 2 may be coated.
  • thermosetting resin composition containing an organic acid or using an organic acid as a curing agent is used.
  • Solder 6 is made of Pb-free Sn-3Ag-0.5Cu (melting point 220 ° C.), Sn-3.5Ag (melting point 221 ° C.), Sn-0.7Cu (melting point 230 ° C.), Sn-8.8Zn ( Pb-free low melting point solder such as Sn-Bi, Sn-Bi-Ag (melting point 138 ° C), or solder containing Pb such as Pb-Sn (melting point 183 ° C) may be used. Also good.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the connecting portion where the current collecting electrode 4 intersects the thin wire electrode 3. Since the cut surface is the position of the connecting portion, as is clear from FIG. 4B, the cross section of the thin wire electrode 3 is shown together with the cross section of the current collecting electrode 4. As shown in FIG. 4B, on the light receiving surface 1a of the solar cell element 1, the thin wire electrode 3 is parallel to the light receiving surface 1a and intersects the direction perpendicular to the paper surface (first direction) (second direction). And is connected to the current collecting electrode 4.
  • the wiring member 2 is arranged so as to form the solder joint portion 6 by joining the current collecting electrode 4 and the fine wire electrode 3 with molten solder. Yes. That is, the collector electrode 4 and the thin wire electrode 3 of the solar cell element 1 and the wiring member 2 are joined by solder.
  • the position corresponding to the boundary between the collector electrode 4 and the thin wire electrode 3 is indicated by a dotted line for convenience, but there is no explicit boundary actually.
  • thermosetting resin 7 melts the solder on both the side surface of the wiring material 2 and the upper surface of the fine wire electrode 3. Let them join.
  • the wiring member 2 increases the joining reliability of the solder joint 6 of the fine wire electrode 3 and the collector electrode 4.
  • the back surface electrode 5 is provided on the back surface 1 b side of the solar cell element 1.
  • the back electrode 5 is provided at a position corresponding to the wiring material 2 on the light receiving surface 1a side which is the first surface (a position overlapping the wiring material 2 and the solar cell element 1 in the thickness direction).
  • the back electrode 5 is formed in an island shape between the thermosetting resins 7, and is joined to the wiring member 2 in the same manner as the current collecting electrode 4 on the light receiving surface 1a which is the first surface.
  • the back electrode 5 may be formed in an island shape as described above, or may be formed on a line in the longitudinal direction of the solar cell element 1 in the same direction as the wiring member 2.
  • thermosetting adhesive containing conductive particles may be used as another bonding method of the back electrode 5 and the wiring member 2. Since the back surface electrode 5 is formed on the back surface 1b side opposite to the light receiving surface 1a side, the electrode size can be increased. Therefore, even if a thermosetting adhesive containing conductive particles is used, the connection resistance Can be reduced. Moreover, you may join with the solder which used the flux similarly to normal solder joining.
  • the solar cell module 100 includes the solar cell string 10 to which a plurality of solar cell elements 1 are connected, the protective materials 11 and 12, and the sealing material 13, but is not limited thereto.
  • the solar cell module 100 also includes those not including the protective materials 11 and 12 and the sealing material 13.
  • the solar cell element 1 of the present embodiment has a substantially flat plate shape, but the solar cell element 1 is not limited to a flat plate shape, and may be, for example, a flexible sheet shape or a cubic shape, Any solar cell element 1 in which the wiring member 2 is bonded to the current collecting electrode 4 formed on the light receiving surface 1a can be applied.
  • the solar cell string 10 in which a plurality of solar cell elements 1 are connected by the wiring member 2 is shown, but the present invention can also be applied to the case where the number of the solar cell elements 1 is one.
  • the plurality of current collecting electrodes 4 of the present embodiment are formed in parallel on the light receiving surface 1a, the current collecting electrodes 4 may not be parallel, and one or more are formed on the light receiving surface 1a. Any solar cell element 1 can be applied.
  • FIGS. 5-1 to 5-4 are cross-sectional views for explaining in detail the method of joining the solar cell element 1 and the wiring member 2 among the methods of manufacturing the solar cell module 100 of the first embodiment. It is.
  • FIG. 5A shows an initial state in the method of joining the solar cell element 1 and the wiring member 2.
  • a silver paste is applied onto the light receiving surface 1a of the solar cell element 1 by using, for example, a screen printing method or a pressure printing method, and the paste is baked at a high temperature of about 800 ° C. after drying.
  • An electrode 3 (shown in FIGS. 2 and 3 but not shown in FIGS. 5-1 to 5-4) is formed.
  • a plurality of current collecting electrodes 4 and thin wire electrodes 3 are formed on the light receiving surface 1a of the solar cell element 1.
  • FIGS. 5-1 to 5-4 show one section of the current collecting electrode 4. .
  • the current collecting electrode 4 is disposed so as to extend in the direction perpendicular to the plane of the paper (first direction) parallel to the light receiving surface 1a.
  • thermosetting resin composition 7a the paste-like thermosetting resin 7 before curing (thermosetting resin composition 7a) is applied onto the collecting electrode 4 by using, for example, transfer or an ink jet method.
  • thermosetting resin composition 7a a curing agent containing an epoxy resin and an organic acid or a material using an organic acid as a curing agent is used.
  • the organic acid contains a phenol curing agent or / and an acid anhydride curing agent or / and a carboxylic acid curing agent.
  • thermosetting (epoxy) resin composition 7a containing an organic acid or using an organic acid as a curing agent
  • the resin composition itself exhibits a flux activity (reduction of the solder oxide film), so that a flux is applied to the soldering portion. Therefore, it is possible to perform good solder bonding without using a flux.
  • the mounting position of the wiring member 2 wider than the current collecting electrode 4 is performed in a cross section perpendicular to the first direction.
  • the wiring member 2 is located immediately above the collecting electrode 4.
  • a material obtained by coating (coating) solder 6 around a copper wire which is a good conductor is used.
  • FIG. 5-4 is a cross-sectional view showing a state after the wiring member 2 is pressed onto the collecting electrode 4 and heated under two-stage conditions.
  • thermosetting resin composition 7a is heated to a temperature at which the thermosetting resin composition 7a is softened (about 100 ° C.), and the wiring member 2 is pressurized and pressed in the direction in which the current collecting electrode 4 is positioned.
  • thermosetting resin composition 7a has the lowest viscosity at a low temperature of about 100 ° C. Therefore, the thermosetting resin composition 7a can be easily removed from the collector electrode 4 with a low load and moved to the side of the collector electrode 4, and the wiring member 2 and the collector electrode 4 can be brought into contact with each other. .
  • thermosetting resin composition 7a At least the temperature of the solder coated on the thermosetting resin composition 7a and the wiring material 2 is equal to or higher than the curing start temperature of the thermosetting resin composition 7a and equal to or higher than the melting point of the solder ( 150 to 250 ° C.).
  • the oxide film on the surface of the solder 6 provided on the surface of the wiring member 2 and the oxide film on the surface of the current collecting electrode 4 are included in the thermosetting resin composition 7a.
  • the wiring material 2 and the current collecting electrode 4 are joined with a molten solder that is reduced and removed by the organic acid, thereby forming a solder joint 6.
  • thermosetting resin composition 7 a discharged to the side surface of the solder joint portion 6 is further heated and cured on the side surface of the solder joint portion 6 to become the thermosetting resin 7.
  • heating can be performed without contacting the wiring material 2, so that the heating tool can be used even if the wiring material 2 is coated with solder.
  • the wiring material 2 and the current collecting electrode 4 can be soldered with high productivity without soldering.
  • thermosetting resin composition 7a was heated to a temperature not lower than the curing start temperature of the thermosetting resin composition 7a and not lower than the melting point of the solder (150 to 250 ° C.). In the state, baking may be performed by continuing heating for 2 minutes to 1 hour, for example.
  • thermosetting resin 7 by appropriately selecting the materials of the solder 6 and the thermosetting resin 7, it is possible to complete the solder bonding and the curing of the thermosetting resin 7 as well.
  • the heating temperature is appropriately set according to the melting point of the solder 6 to be applied and the material of the thermosetting resin 7.
  • the paste-form thermosetting epoxy resin composition 7a was used, you may use the film of a semi-hardened state (B stage).
  • the collector electrode 4 formed on the light receiving surface 1 a of one solar cell element 1 and the back electrode 5 formed on the back surface 1 b of the other solar cell element 1 are electrically connected by the wiring member 2. .
  • a solar cell string 10 in which a plurality of solar cell elements 1 are electrically connected is formed.
  • solar cell string 10 is sealed in a sealing material 13 sandwiched between the light receiving surface side protective material 11 and the back surface side protective material 12.
  • the current collecting electrode 4 is narrower than the wiring member 2, the amount of conductive paste such as silver necessary for forming the current collecting electrode 4 can be reduced. As a result, the cost of the solar cell module 100 can be reduced. That is, it is possible to achieve both cost reduction by reducing the conductive paste and highly reliable electrical connection between the wiring member 2 and the solar cell element 1.
  • solder 6 also covers the side surface of the current collecting electrode 4, the electrical resistance of the joint between the current collecting electrode 4 and the wiring member 2 can be further reduced.
  • the wiring material 2 contains copper and the current collecting electrode 4 contains silver, a highly efficient solar cell module with low electric resistance can be obtained.
  • thermosetting (epoxy) resin composition 7a containing an organic acid or using an organic acid as a curing agent does not use flux because the resin composition itself exhibits flux activity (reduction of solder oxide film).
  • the oxide film on the surface of the solder 6 provided on the surface of the wiring material 2 and the oxide film on the surface of the current collecting electrode 4 are reduced, and a good solder joint between the wiring material 2 and the current collecting electrode 4 becomes possible. . Therefore, it is possible to suppress a defect due to contamination of the manufacturing apparatus that occurs when flux is used and a decrease in productivity due to cleaning of the manufacturing apparatus. Further, it is possible to reduce the concern that the residue of the flux remains on the light receiving surface 1a and the residual ions cause deterioration of characteristics.
  • thermosetting resin composition 7a can be hardened more reliably. Therefore, it is possible to increase the bonding strength between the collecting electrode 4 and the solar cell element 1 and reliably prevent the collecting electrode 4 from peeling off.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a junction structure of solar cell string 20 composed of solar cell element 1 and wiring member 2 in solar cell module 200 of Embodiment 2 for carrying out the present invention. Further, FIG. 6 is a cross-sectional view between the connection portion where the current collecting electrode 4 intersects the thin wire electrode and the adjacent connection portion, similarly to FIG. 4-1. Also in FIG. 6, on the light receiving surface 1 a of the solar cell element 1, the current collecting electrode 4 is disposed so as to extend in the direction perpendicular to the paper surface (first direction) parallel to the light receiving surface 1 a.
  • thermosetting resin 7 covers the side surfaces of the solder joint portion 6 of the wiring member 2 and the current collecting electrode 4, and the solder joint portion 6
  • the thermosetting resin 70 is also fixed to the side surface of the wiring material 2 via the solder 6 covering the wiring material 2.
  • the side surface of the collecting electrode 4 is covered so as to connect the side surface of the wiring member 2 covered with the solder 6 and the light receiving surface 1a.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing the solar cell module 200 of the second embodiment, and shows a cross section of the junction structure of the solar cell string 20.
  • the thermosetting resin 7 containing a paste-like organic acid or using the organic acid as a curing agent is not cured (resin curable resin composition).
  • 7a) is arranged so as not to protrude from the collector electrode 4, but in the second embodiment, the thermosetting resin composition 70a protrudes from the collector electrode 4 as shown in FIG.
  • the light receiving surface 1a is disposed so as to cover a part thereof.
  • thermosetting resin composition 70a scoops up the side surface of the wiring member 2 due to the wettability of the thermosetting resin composition 70a. 2 side is covered. Therefore, as shown in FIG. 6, the thermosetting resin 70 is fixed not only to the bottom surface of the wiring material 2 but also to the side surface of the wiring material 2 via the solder, and is connected to the light receiving surface 1 a.
  • thermosetting resin composition 70a that covers the side surface of the collecting electrode 4 is, the more the thermosetting resin 70 adheres to the side surface of the wiring material 2 and the solar cell element 1, and the wiring material 2 The bonding reliability can be further improved.
  • the amount of the thermosetting resin composition 70a does not protrude from the wiring member 2 in plan view from the upper surface side of the substrate. It is preferable to arrange so that the amount of protrusion is small.
  • thermosetting resin composition 70a in the step shown in FIG. 7, the amount of the thermosetting resin composition 70a is increased and overhangs on the light receiving surface 1a. Therefore, as shown in FIG.
  • the thermosetting resin 70 is also fixed to the side surface of the wiring member 2, the wiring member 2 and the solar cell element 1 can be bonded more firmly. Therefore, not only the peeling of the current collecting electrode 4 but also the peeling of the wiring material 2 can be further suppressed, and the bonding reliability can be further improved.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a joining structure of solar cell string 30 composed of solar cell element 1 and wiring member 2 in solar cell module 300 of Embodiment 3 for carrying out the present invention. Further, FIG. 8 is a cross-sectional view between the connecting portion where the current collecting electrode 40 intersects the thin wire electrode and the adjacent connecting portion, similarly to FIG. 4-1. Also in FIG. 8, on the light receiving surface 1a of the solar cell element 1, the current collecting electrode 40 is disposed so as to extend in the direction perpendicular to the paper surface (first direction) parallel to the light receiving surface 1a.
  • the current collecting electrode 4 is shown in FIG.
  • the current collecting electrode 4 is divided, and two current collecting electrodes 40 having a width smaller than that of the wiring material 2 are provided below the wiring material 2.
  • the wiring material 2 is soldered to the two current collecting electrodes 40 and the current collecting electrode 40 is reinforced so that the thermosetting resin 71 fills the space between the two current collecting electrodes 40. 2 is fixed. Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.
  • thermosetting resin composition 71a (not shown)
  • the two current collecting electrodes 40 are used for thermosetting.
  • the amount of the conductive resin composition 71a flowing out to the light receiving surface 1a of the solar cell element 1 can be reduced. Therefore, the influence of narrowing the light receiving area due to the outflow of the thermosetting resin composition 71a can be reduced, and more efficient characteristics can be obtained.
  • the current collecting electrode 40 is divided, the amount of the conductive paste necessary to form the current collecting electrode 40 can be further reduced to reduce the cost.
  • an example in which two current collecting electrodes 40 are provided has been described, but the same effect can be obtained with three or more current collecting electrodes.
  • FIG. (Configuration of solar cell module) 9A and 9B are diagrams for explaining the structure of the solar cell string 31 including the solar cell element 1 and the wiring member 2 in the solar cell module 400 of the fourth embodiment for carrying out the present invention. It is a top view.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing a joint structure between solar cell element 1 and wiring member 2 of solar cell module 400 of the present embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line CC of the solar cell element 1 for explaining the structure of the solar cell string 31 shown in FIG.
  • the current collecting electrode 4 is continuously extended on the light receiving surface 1a.
  • the collecting electrode 41 is parallel to the light receiving surface 1a (the first direction). ) Is the same as that extended so that the collector electrode 41 is partly deleted.
  • the current collecting electrode 41 has a shape that is divided and arranged in an island shape.
  • the wiring member 2 is omitted. Since the configuration other than the above is substantially the same as the configuration of the first embodiment described above, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and description thereof is not repeated.
  • FIG. 9A the deleted portion 8 of the collecting electrode 41 is arranged between adjacent connecting portions, avoiding the connecting portion where the thin wire electrode 3 and the collecting electrode 41 intersect.
  • FIG. 10 shows a cross section at a portion where the collecting electrode 41 does not exist, that is, at the position of the deleted portion 8.
  • the thermosetting resin 72 fills the position of the deleted portion 8 where the collecting electrode 41 does not exist, and fixes the wiring member 2 and the surface of the solar cell element 1.
  • the cross-sectional view of the portion where the current collecting electrode 41 is arranged between the connection portions with the adjacent thin wire electrodes 3 is the same as FIG. 4-1, and the connection where the current collecting electrodes 41 intersect the thin wire electrodes 3 is the same.
  • the cross-sectional view of the part is the same as FIG. 4-2.
  • the current collecting electrode 41 does not have the deleted portion 8 at the end of the light receiving surface 1a, and the length of the electrode is a region other than the end (for example, the light receiving surface). It is arranged so as to be larger than the central portion of the surface 1a. That is, the length in the extending direction (first direction) of the individual collecting electrodes 41 divided into island shapes is larger than the region other than the end portion at the end portion of the light receiving surface 1a.
  • FIG. 9-2 shows a modification of the fourth embodiment.
  • the collector electrode 41 of the solar cell element 1 has the deleted portion 8 disposed between adjacent connecting portions.
  • the collector electrode 41 of the solar cell element 1 is disposed. 42, the deletion part 8 is arrange
  • the cross section along DD in FIG. 9B is the cross section at the position where the collecting electrode 42 does not exist, that is, the position of the deleted portion 8, and is the same as the cross section shown in FIG.
  • the current collecting electrode 42 is also arranged so that the length of the electrode at the end of the light receiving surface 1a is larger than the region other than the end (for example, the central portion of the light receiving surface 1a).
  • the deleted portion 8 may be literally removed after the collector electrode is printed in a line shape, but the printing information of the deleted portion 8 is included in the print pattern from the beginning. In this case, it may be formed by printing the divided islands at once.
  • the collector electrode 41 is partially removed, that is, the collector electrode 41 is divided and arranged in an island shape, thereby reducing the amount of silver (Ag) used. The cost can be reduced. Further, in the modification of the fourth embodiment, since the current collecting electrode 42 is disposed between two continuous connection portions, the probe is brought into contact when the electrical characteristics test of the solar cell element 1 is performed. It becomes easy.
  • the collector electrode 41 and the collector electrode 42 have an electrode portion larger than the region other than the end portion at the end portion of the light receiving surface 1 a, so that the wiring member 5 is caused by a difference in thermal expansion from the solar cell element 1. Thus, peeling from the end can be suppressed. This is when the adhesive force between the wiring member 2 and the surface of the solar cell element 1 in the portion where the current collecting electrode exists is larger than the adhesive force due to the thermosetting resin 72 embedded in the deleted portion 8, It is particularly effective.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent requirements. For example, even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, the problem described in the column of the problem to be solved by the invention can be solved, and is described in the column of the effect of the invention. When an effect is obtained, a configuration from which this configuration requirement is deleted can be extracted as an invention.
  • the constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
  • the present invention is effectively applied to a solar cell module in which a plurality of solar cell elements are connected by a wiring material and a manufacturing method thereof.
  • 1 solar cell element 1a light receiving surface, 1b back surface, 2 wiring material, 3 wire electrode (grid electrode), 4, 40, 41, 42 current collecting electrode (bus electrode), 5 mm back electrode, 6 solder (joint), 7, 70, 71, 72 thermosetting resin, 7a, 70a, 71a thermosetting resin composition, 8 collecting electrode deleted portion, 10, 20, 30, 31 solar cell string, 11 light receiving surface protective material, 12 back surface Protective material, 13 sealing material, 100, 200, 300, 400 solar cell module.

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)

Abstract

本発明の太陽電池モジュール（１００）は、複数の太陽電池素子（１）を電気的に接続する配線材（２）と、前記太陽電池素子の受光面上に設けられ、前記配線材と平行な第１の方向に延在し、前記第１の方向に垂直な断面において前記配線材より幅が小さい集電電極（４）と前記配線材とをはんだを溶融させて接合してはんだ接合部（６）を形成し、前記はんだ接合部の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記配線材の下面から前記集電電極にむかうにつれて徐々に狭くなる形状を有し、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂（７）で覆う構造を備えることにより、集電電極の太陽電池素子からの剥離を抑制し、配線材と集電電極の接合信頼性が向上する。

Description

太陽電池モジュールおよびその製造方法
　本発明は、太陽電池モジュールおよびその製造方法に関し、特に各太陽電池素子に設けられた電極同士が配線材を介して接続されることにより、複数の太陽電池素子が電気的に接続されて構成される太陽電池モジュールおよびその製造方法に関するものである。
　太陽電池素子は、一般に太陽光を受光する受光面と、太陽光を受光しない裏面とを有し、表裏に配線材（タブ）との接合用の集電電極（バス電極）と裏面電極が形成されている。そして、太陽電池モジュールにおいては、配線材が、一つの太陽電池素子の受光面上に形成された集電電極と、この太陽電池素子に隣接する他の太陽電池素子の裏面に形成される裏面電極とを交互に接続する。配線材としては、例えば銅などの良導体が用いられる。
　太陽電池素子は、例えばシリコン等の半導体基板上で光電変換を行う光電変換部と、光電変換部で生成された光生成キャリアを集電する細線電極（グリッド電極）と、集電された光生成キャリアを細線電極から配線材に伝達するため配線材に接合される集電電極を備える。
　集電電極は配線材を接合するための電極であり、細線電極と交差するように太陽電池素子上に複数本形成される。集電電極と細線電極は、いずれも導電性ペーストを焼成して形成される。導電性ペーストは、例えばガラスまたは樹脂をバインダーとし、銀（Ａｇ）などの良電導材の粒子をフィラーとして含有したものである。
　上述のような例えば銅からなる配線材と銀粒子を含む導電性ペーストから形成された集電電極とをはんだによって接合して構成された太陽電池モジュールが、例えば特許文献１に開示されている。
　特許文献１に記載の太陽電池モジュールにおいては、集電電極に樹脂硬化型導電性ペーストを用いた太陽電池と配線材との密着性を向上させることを目的としている。この集電電極は、熱硬化性樹脂組成物と導電性の粉末とを混合した導電性ペーストを焼成したものであり、熱硬化性樹脂は体積割合で７０％以上がガラス転移点が８０℃以上２００℃以下の樹脂を含む。太陽電池モジュールは、集電電極に鉛フリーのはんだをコーティングした配線材がはんだ付けされるように構成されている。
　また、別の例として太陽電池素子の集電電極と配線材とをはんだ付けする際に使用するフラックスによる製造設備の汚染を防止してフラックスに起因した太陽電池素子の破損を抑制することを目的とした太陽電池モジュールが、例えば特許文献２に開示されている。
　特許文献２に記載の太陽電池モジュールにおいては、集電電極が、接続タブを接続する面に電極の長手方向と略平行な方向に延在する突出部を備えるように構成することで、フラックスを用いることを前提にしつつも、フラックスに起因した破損を抑制している。
　通常太陽電池モジュールには、例えば、Ｓｎ-３Ａｇ-０．５Ｃｕ、Ｓｎ-Ｃｕなどの錫（Ｓｎ）系のはんだが用いられる。はんだで接合する方法では、集電電極および配線材の各表面に形成された酸化物などを除去するために、集電電極の表面と配線材の表面との少なくとも一方のはんだ接合部にフラックスを塗布する必要がある。そして、配線材と集電電極を押し当てた状態で加熱することによって、フラックスの還元作用で集電電極の表面および配線材の表面の酸化膜が除去され、はんだによる接合が実現される。
　また、上記特許文献とは異なり、配線材と集電電極とを樹脂接着剤によって接合した太陽電池モジュールの製造方法が、例えば特許文献３に開示されている。
　特許文献３に記載の太陽電池モジュールの製造方法においては、製造時間の短縮を可能とする太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的として、複数の太陽電池素子それぞれの受光面と裏面に、配線材を樹脂接着剤の硬化温度より低い温度で仮接着した後に、複数の太陽電池素子を一括して樹脂接着剤の硬化温度以上の温度で熱圧着するように構成している。
　特許文献３においては、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）などでコートされたＮｉボール、またはプラスチックボールにＡｕなどをコートした導電粒子を含有した熱硬化性樹脂接着剤を集電電極上に配置し、配線材を押し当てた状態で加熱することで、配置された樹脂接着剤が硬化し、配線材と集電電極との接続を実現している。この場合、配線材と集電電極との物理的接続は熱硬化性樹脂接着剤によって実現され、配線材と集電電極との電気的接続は含有している導電粒子との接触にておこなわれる。また、熱硬化性樹脂接着剤としてはエポキシ樹脂を主成分とする帯状フィルムを用いている。
特開２００５－２１７１４８号公報 特開２００９－２７２４０６号公報 国際公開第２００９／０１１２０９号
　上述したように、特許文献１および特許文献２に記載の太陽電池モジュールは、銅を含む配線材と銀粒子を含む導電性ペーストを含む集電電極とをはんだによって接合するように構成している。そのため、はんだで接合する方法においては、銅などの良導体の金属で形成される配線材とシリコンなどの半導体で形成される太陽電池素子との大きな熱膨張差によって発生する熱応力に抗しきれずに、集電電極が太陽電池素子から剥離するという問題点があった。
　さらに、特許文献２に記載されているように、はんだ接合部に必要なフラックスは、太陽電池素子の表面において電極以外の箇所にも濡れ広がって製造装置を汚染し、太陽電池素子を破損するなど、歩留まりの低下を引き起こす原因となっていた。また、汚染された製造装置を頻繁に清掃する必要があるため、生産性が低下するという問題もあった。
　また、特許文献３に記載の太陽電池モジュールの製造方法においては、配線材と集電電極とを樹脂接着剤によって接合するように構成している。このように、熱硬化性樹脂を用いる方法においては、配線材と集電電極との電気的接続は導電粒子の接触によって成立している。そのため、配線材と集電電極との間の電気抵抗がはんだを用いて接合した場合の約１０倍大きくなり、所望の特性が得られなくなるという問題点があった。
　また、樹脂接着剤を用いた場合の配線材と集電電極との接合力は、はんだを用いた場合の約１／１０と小さいため、接合信頼性が低下するという問題があった。
　さらには、太陽電池素子の受光面上に形成される集電電極の材料として用いられる銀（Ａｇ）粒子を含むペーストは、大変高価であり、例えば特許文献１および３に示されるように、集電電極の幅を配線材と同等もしくはそれより大きく設定して、通常用いられる１～２ｍｍで形成するには多量のＡｇが必要になるため、製造コストが高くなるという問題があった。
　本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、集電電極を形成するために必要な導電ペーストを削減しても、集電電極と太陽電池素子が十分な機械的強度を有して接合することによって集電電極の剥離を防止し、また配線材と集電電極との接合信頼性を向上した太陽電池モジュールとその製造方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る太陽電池モジュールにおいては、複数の太陽電池素子を電気的に接続する配線材と、太陽電池素子の受光面上に設けられ、配線材と平行な第１の方向に延在し、第１の方向に垂直な断面において、配線材より幅が小さい太陽電池素子の集電電極と前記配線材の下面の全面とが溶融させたはんだで接合したはんだ接合部を有し、前記はんだ接合部の形状は前記集電電極にむかって徐々に狭くなる形状であって、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆う構造、を備えるものである。
　また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法においては、複数の太陽電池素子が配線材により電気的に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、太陽電池素子の受光面上に受光面に平行な第１の方向に延在するように形成された集電電極上に熱硬化性樹脂組成物を配置する第１工程と、熱硬化性樹脂組成物の軟化温度以上かつ硬化開始温度未満に加熱しつつ、はんだで被覆され、第１の方向に垂直な断面において前記集電電極より幅が大きい配線材を第１工程で配置された熱硬化性樹脂組成物の上から集電電極に向かって押圧して、集電電極と配線材を接触させるとともに、熱硬化性樹脂組成物を集電電極の側方に移動させる第２工程と、第２工程で接触した集電電極および配線材と、第２工程で移動した熱硬化性樹脂組成物とを、熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上かつはんだの融点以上に加熱しつつ、集電電極と配線材を溶融させたはんだで接合し、はんだ接合部を形成すると共に、前記はんだ接合部の形状は前記集電電極にむかって徐々に狭くなる形状を形成し、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆う第３工程とを備えるものである。
　本発明に係る太陽電池モジュールおよびその製造方法によれば、集電電極を形成する材料を削減できるとともに、集電電極の太陽電池素子からの剥離を抑制し、配線材と集電電極の接合信頼性を向上した太陽電モジュールとその製造方法を得ることができる。
図１は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの構造を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態１の太陽電池ストリングを示す斜視図である。 図３は、本発明の実施の形態１の太陽電池ストリングの構造を示す平面図である。 図４－１は、本発明の実施の形態１の太陽電池ストリングの接合構造を示す断面図である。 図４－２は、本発明の実施の形態１の太陽電池ストリングの接合構造を示す断面図である。 図５－１は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 図５－２は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 図５－３は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 図５－４は、本発明の実施の形態１の太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 図６は、本発明の実施の形態２の太陽電池ストリングの接合構造を示す断面図である。 図７は、本発明の実施の形態２の太陽電池モジュールの製造方法を示す断面図である。 図８は、本発明の実施の形態３の太陽電池ストリングの接合構造を示す断面図である。 図９－１は、本発明の実施の形態４の太陽電池ストリングの構造を示す平面図である。 図９－２は、本発明の実施の形態４の太陽電池ストリングの構造を示す平面図である。 図１０は、本発明の実施の形態４の太陽電池ストリングの接合構造を示す断面図である。
　以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
実施の形態１．
（太陽電池モジュールの構成）
　図１は、本発明を実施するための実施の形態１における太陽電池モジュール１００の構造を示す断面図である。図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池素子１が配線材２によって接続された太陽電池ストリング１０、受光面保護材１１、裏面保護材１２および封止材１３を含んで構成されている。
　そして、太陽電池ストリング１０は、太陽電池モジュール１００の表面側（太陽電池素子１の受光面１ａ側）に配置された受光面保護材１１と、受光面１ａと反対側（太陽電池素子１の裏面１ｂ側）に配置された裏面保護材１２との間に封止剤１３と共に封止されている。この太陽電池モジュール１００では、受光面保護材１１側から光が入射する。配線材２の材料としては、例えば銅などの良導体表面にはんだコートしたものが用いられる。
　受光面保護材１１は、透光性を有する材料からなり、太陽電池ストリング１０を構成する太陽電池素子１の受光面１ａ側に配置されて太陽電池素子１の受光面１ａ側を保護する。受光面保護材１１の材料としては、例えばガラスまたは透光性プラスチックが用いられる。
　裏面保護材１２は、太陽電池ストリング１０を構成する太陽電池素子１の受光面１ａと反対側の面（裏面１ｂ）側に配置されて、太陽電池素子１の裏面１ｂ側を保護する。裏面保護材１２の材料としては、例えばＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）などの透明フィルム、またはＡｌ箔をサンドイッチした積層フィルムなどが用いられる。
　封止材１３は、太陽電池ストリング１０と受光面保護材１１との間、および太陽電池ストリング１０と裏面保護材１２との間に配置される。封止材１３の材料としては、例えばＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate Copolymer）、シリコーン、ウレタンなどの透光性のある樹脂が用いられる。
　また、図１に示すように、太陽電池ストリング１０は、所定の配列方向に配列された複数の太陽電池素子１と、配線材２とを有する。複数の太陽電池素子１は、所定の配列方向において所定の距離だけ離間して配列されている。なお、図１においては、太陽電池ストリング１０のうち２つの太陽電池素子１を示しているが、電気的に接続される太陽電池素子１の数量はこれに限定されるものではなく、より多くの太陽電池素子１を備えて構成することができる。
　図２は、複数の太陽電池素子１を配線材２によって接続した太陽電池ストリング１０の斜視図である。図２に示すように、太陽電池素子１は、受光面１ａに形成された光電変換部、光電変換部から光生成キャリアを集電する細線電極（グリッド電極）３、および細線電極３から光生成キャリアを集電し配線材２と接合する集電電極（バス電極）４を有している。
　そして、太陽電池ストリング１０は、受光面１ａ上に形成された集電電極４と、隣接する他の太陽電池素子１の裏面１ｂ上に形成された裏面電極５とが、図１及び図２に示されるように交互に配線材２によって電気的に直列に接続されている。配線材２の電極幅は例えば１～２ｍｍに設定される。
　図２に示されるように、細線電極３は、効率よく集電する必要から、例えば太陽電池素子１の面内全域にわたって、数十本が等間隔に形成される。細線電極３の電極幅は、光電変換部領域を大きくするため、数十μｍと狭く設定される。
　集電電極４は、配線材２を接合するための電極であり、細線電極３と交差するように形成されている。集電電極４は、太陽電池素子１上に例えば２乃至４本等複数本形成される。集電電極４の電極幅は、例えば１ｍｍ未満に設定される。細線電極３および集電電極４は、それぞれ底面部において光電変換部に接続し受光面と固着している。
　細線電極３および集電電極４は、いずれも導電性ペーストを焼成して形成される。導電性ペーストは、例えばガラスまたは樹脂をバインダーとし、銀（Ａｇ）などの良電導材の粒子をフィラーとして含有したものである。他に、スパッタ・蒸着などのドライプロセスによる成膜方法、またはめっきなどのウエットプロセスによる成膜方法を用いて集電電極４を形成してもよい。
　太陽電池素子１の光電変換部は、例えば、厚さが１００～２００μｍのｐ型シリコンを基板として以下のように構成される。ｐ型シリコン基板の受光面１ａ側には、リン拡散によってｎ型不純物層（不純物拡散領域：図示せず）が形成され、さらに入射光の反射を防止して変換効率を向上させるためのシリコン窒化膜を含む反射防止膜が表面処理により設けられる。従って、太陽電池素子１の第１の面すなわち受光面１ａは、光電変換部（光電変換部領域）となっている。
　また、ｐ型シリコン基板（以下、単に基板）の第２の面すなわち裏面１ｂには、高濃度不純物を含んだｐ＋不純物層が形成されている。また、入射光の反射および電力の取り出しを目的として第２の面に、図１に示されているように裏面電極５が設けられている。なお、上記では、基板としてｐ型シリコンを用いる場合を示したが、基板としてｎ型シリコンを用いる場合も、不純物層の導電型等を変更すれば本発明が適用できるのは言うまでも無い。
　図３は、太陽電池ストリング１０の構造を示す平面図である。図示の都合上、太陽電池素子１を一つだけ取り出して示している。図３に示されるように、太陽電池素子１の受光面１ａ上には、細線電極３および集電電極４が配置されている。集電電極４上には、さらに集電電極４を覆うように配線材２が配置されている。図３では、集電電極４は、配線材２に重なる位置において点線で示されている。
　図３に示されるように、細線電極３に交差するように集電電極４が設けられ、集電電極４の上にはんだ接合により配線材２が配置されている。従って、光電変換部で生成した光生成キャリアは細線電極３で集電され、細線電極３で集電された光生成キャリアは、さらに集電電極４で集電され、集電電極４で集電された光生成キャリアは、はんだ接合された配線材２に伝達される。
　図４－１および図４－２は、太陽電池ストリング１０の接合構造を示す断面図であり、図４－１は、図３で示した太陽電池素子１のＡ－Ａにおける断面図、図４－２は、図３で示した太陽電池素子１のＢ－Ｂにおける断面図である。図３で示すように、太陽電池素子１の受光面１ａには集電電極４および細線電極３が複数本形成されるが、図４－１および図４－２においては、集電電極４の１本の断面を示す。
　図４－１は、集電電極４が細線電極３と交差する接続部と、隣り合う接続部との間における断面図である。切断面が１つの接続部と隣り合うもう一つの接続部との間の位置であるので、図４－１から明らかなように、集電電極４の断面は示されているが、細線電極３の断面は示されていない。図４－１に示されるように、太陽電池素子１の受光面１ａ上において、集電電極４は受光面１ａに平行な紙面垂直方向（第１の方向）に延在するように配置されている。
　配線材２の下面全面と集電電極４が溶融させたはんだではんだ接合し、はんだ接合部６を形成している。はんだ接合部６の断面形状は配線材２の下面から集電電極４にむかうにつれて徐々に狭くなる形状を有し、集電電極４の側面にも濡れ広がっている。はんだ接合部６の形状に変曲点をもたないことから、応力集中の箇所がないため、信頼性の高いはんだ接合が実現できる。また、はんだ接合部６の側面を熱硬化性樹脂７で覆うため、はんだ接合部６が補強され、はんだ接合部６の接合信頼性をさらに高めることができる。
　ここで、集電電極４は、図４－１に示す断面（第１の方向に垂直な断面）において、配線材２の幅より小さい。すなわち、配線材２の幅は、配線材２および集電電極４が延在する方向に垂直な断面において、集電電極４の幅より大きくなっている。本実施の形態においては、例えば配線材２の幅が１～２ｍｍ、好ましくは１．２～１．５ｍｍの場合、集電電極４の幅は、０．１～０．８ｍｍ、好ましくは０．４～０．６ｍｍに設定される。
　また、はんだは配線材２の周囲にコートされたものを用いたが、少なくとも配線材２の下面にコートされていればよい。
　熱硬化性樹脂７の材料は、例えば有機酸を含有または有機酸を硬化剤に用いた熱硬化性エポキシ樹脂組成物が用いられる。また、はんだ６は、ＰｂフリーのＳｎ－３Ａｇ－０．５Ｃｕ（融点２２０℃）、Ｓｎ－３．５Ａｇ（融点２２１℃）、Ｓｎ－０．７Ｃｕ（融点２３０℃）、Ｓｎ－８．８Ｚｎ（融点１９９℃）、もしくはＳｎ－Ｂｉ、Ｓｎ－Ｂｉ－Ａｇ（融点１３８℃）などのＰｂフリーの低融点はんだでもよいし、Ｐｂ－Ｓｎ（融点１８３℃）などのＰｂを含有するはんだを用いてもよい。
　また、図４－２は、集電電極４が細線電極３と交差する接続部における断面図である。切断面が接続部の位置であるので、図４－２から明らかなように、集電電極４の断面と共に細線電極３の断面も示されている。図４－２に示されるように、太陽電池素子１の受光面１ａ上において、細線電極３は、受光面１ａに平行でかつ紙面垂直方向（第１の方向）に交差する方向（第２の方向）に延在するように配置され、集電電極４と接続している。
　さらに集電電極４と細線電極３が交差する接続部上において、溶融させたはんだにより集電電極４および細線電極３と接合してはんだ接合部６を形成するように配線材２が配置されている。すなわち、太陽電池素子１の集電電極４および細線電極３と配線材２は、はんだによって接合されている。なお、図４－２においては、集電電極４と細線電極３の境界に相当する位置を便宜上点線で示しているが、実際に明示的な境界があるわけではない。
　さらに、少なくとも、配線材２の側面と細線電極３上面の一部が熱硬化性樹脂７で覆われて、熱硬化性樹脂７が配線材２の側面と細線電極３上面の双方にはんだを溶融させて接合している。このように、配線材２と細線電極３のはんだ接合部６を熱硬化性樹脂７で補強することによって、配線材２が細線電極３および集電電極４のはんだ接合部６の接合信頼性を向上させる。
　一方、本実施の形態では図１の断面図に示すように、太陽電池素子１の裏面１ｂ側には、裏面電極５が設けられている。裏面電極５は、第１の面である受光面１ａ側の配線材２に対応した位置（配線材２と太陽電池素子１の厚さ方向に重なる位置）に設けられている。ここでは、裏面電極５は、熱硬化性樹脂７の間に島状に形成され、第１の面である受光面１ａの集電電極４と同様の方法で配線材２と接合されている。
　裏面電極５は、上述のように島状に形成されていてもよいし、配線材２と同じ方向に、太陽電池素子１の長手方向に線上に形成されてもよい。
　また、裏面電極５と配線材２の他の接合方法として、導電粒子を含有した熱硬化性接着材を用いても良い。裏面電極５は、受光面１ａ側と反対側の裏面１ｂ側に形成されているので、電極サイズを大きくとることができるため、導電粒子を含有した熱硬化性接着剤を用いても、接続抵抗を小さくすることができる。また、通常のはんだ接合と同じく、フラックスを用いたはんだで接合してもよい。
　なお、本実施の形態では複数の太陽電池素子１が接続されてなる太陽電池ストリング１０と保護材１１，１２と封止材１３とを含んだものを太陽電池モジュール１００としているが、これに限らず保護材１１，１２と封止材１３とを含まないものも太陽電池モジュール１００に含むものとする。
　また、本実施の形態の太陽電池素子１は略平板状を成すが、太陽電池素子１は、平板状のものに限られるものではなく、例えば、フレキシブルなシート状、或いは立方体状などでもよく、受光面１ａに形成された集電電極４に配線材２が接合される太陽電池素子１であれば適用することができる。本実施の形態において、複数の太陽電池素子１を配線材２で接続した太陽電池ストリング１０を示したが、太陽電池素子１が１枚の場合にも適用可能である。
　さらに、本実施の形態の集電電極４は、受光面１ａに複数本が平行に形成されているが、集電電極４は平行でないものでもよく、受光面１ａに１本以上形成されている太陽電池素子１であれば適用することができる。
（太陽電池モジュールの製造方法）
　次に、本実施の形態における太陽電池モジュール１００の製造方法を説明する。図５－１～図５－４は、本実施の形態１の太陽電池モジュール１００の製造方法のうち、特に太陽電池素子１と配線材２との接合の方法を詳細に説明するための断面図である。
　図５－１は、太陽電池素子１と配線材２の接合の方法における最初の状態を示している。太陽電池素子１の受光面１ａ上に例えばスクリーン印刷法または加圧印刷法を用いて、銀ペーストが塗布され、乾燥後約８００℃の高温でペーストを焼成することで、集電電極４と細線電極３（図２及び図３に図示するが、図５－１～図５－４には図示せず）が形成されている。太陽電池素子１の受光面１ａには集電電極４および細線電極３が複数本形成されているが、図５－１～図５－４においては、集電電極４の１本の断面を示す。ここで集電電極４は、受光面１ａに平行な紙面垂直方向（第１の方向）に延在するように配置されている。
　次に、図５－２に示すように、ペースト状の熱硬化性樹脂７の硬化前のもの（熱硬化性樹脂組成物７ａ）を、例えば転写またはインクジェット法を用いて集電電極４上に配置する。なお、熱硬化性（エポキシ）樹脂組成物７ａは、エポキシ樹脂と有機酸を含む硬化剤または有機酸を硬化剤として使用したものが用いられる。この有機酸はフェノール硬化剤または／および酸無水物硬化剤または／およびカルボン酸硬化剤を含有する。有機酸を含有または有機酸を硬化剤に用いた熱硬化性（エポキシ）樹脂組成物７ａは、樹脂組成物自体がフラックス活性（はんだ酸化膜の還元）を示すため、はんだ付け部にフラックスを塗布しておく必要がなくなり、フラックスを用いなくても良好なはんだ接合が可能となる。
　次に、図５－３に示すように、第１の方向に垂直な断面において、集電電極４よりも幅の広い配線材２の搭載位置合わせを実施する。配線材２は集電電極４の直上に位置する。配線材２は、例えば、良導体である銅線の周囲にはんだ６をコート（被覆）したものが用いられる。
　図５－４は、配線材２を集電電極４上に押し付け、２段階の条件で加熱した後の状態を示す断面図である。
　まず、第１段階の加熱として、熱硬化性樹脂組成物７ａが軟化する温度（約１００℃）に加熱し、配線材２を集電電極４の位置する方向に加圧し、押し付ける。
　熱硬化性樹脂組成物７ａは１００℃程度の低温で最も粘度が小さくなる。そのため、熱硬化性樹脂組成物７ａは、低い荷重で容易に集電電極４上から排除されて集電電極４の側方に移動し、配線材２と集電電極４を接触させることができる。
　次に、第２段階の加熱として、少なくとも熱硬化性樹脂組成物７ａ及び配線材２にコートされたはんだの温度が、熱硬化性樹脂組成物７ａの硬化開始温度以上でかつはんだの融点以上（１５０～２５０℃）になるように加熱する。熱硬化性樹脂組成物７ａの硬化過程で、配線材２の表面に設けられたはんだ６の表面の酸化膜および集電電極４の表面の酸化膜が熱硬化性樹脂組成物７ａに含まれていた有機酸によって還元除去され、配線材２と集電電極４とが溶融させたはんだで接合されはんだ接合部６を形成する。このとき、有機酸のフラックスとしての作用とはんだ６の濡れ性によって、集電電極４の側面にもはんだが濡れ広がる。はんだ接合部６の断面形状は配線材２の下面から集電電極４にむかうにつれ、徐々に狭くなる形状を有する。はんだ接合部６の側面に排出された熱硬化性樹脂組成物７ａは、さらに加熱されて、はんだ接合部６の側面で硬化し、熱硬化性樹脂７となる。
　なお、本実施例の図５－４のはんだの加熱方法として、ランプを用いれば、配線材２に接触せずに加熱ができるため、配線材２がはんだでコートされていても、加熱ツールにはんだが付着することなく、配線材２と集電電極４を生産性よく、はんだ接合することができる。
　なお、熱硬化性樹脂組成物７ａの硬化をさらに短時間で確実に進行させるために、熱硬化性樹脂組成物７ａの硬化開始温度以上でかつはんだの融点以上（１５０～２５０℃）に加熱した状態で、例えば２分～１時間加熱を継続しベークを行ってもよい。
　ここで、はんだ６および熱硬化性樹脂７の材料を適切に選択することにより、はんだ接合が完了するとともに熱硬化性樹脂７の硬化も完了することも可能である。また、加熱温度は、適用するはんだ６の融点および熱硬化性樹脂７の材料に応じて適宜設定される。また、本実施の形態では、ペースト状の熱硬化性エポキシ樹脂組成物７ａを用いたが、半硬化状態（Ｂステージ）のフィルムを用いてもよい。
　そして、一つの太陽電池素子１の受光面１ａ上に形成された集電電極４と、他の太陽電池素子１の裏面１ｂに形成された裏面電極５とを配線材２により電気的に接続する。このような接続を繰り返すことにより、複数の太陽電池素子１が電気的に接続された太陽電池ストリング１０が形成される。
　その後、受光面側保護材１１と裏面側保護材１２との間に狭持される封止材１３の中に太陽電池ストリング１０を封止する。以上の工程を実施することにより、実施の形態１における太陽電池モジュール１００が得られる。
（作用効果）
　本実施の形態における太陽電池モジュール１００においては、配線材２と集電電極４のはんだ接合部６の断面形状に変曲点がないため、応力集中が発生せず、はんだ接合の信頼性を向上させることができる。また、はんだ接合部６の側面を熱硬化性樹脂７で補強することにより、さらに、はんだ接合部６の機械的強度を高めることができ、さらに高い配線材２と集電電極４の接合性を高める効果がある。
　よって、集電電極４の幅を狭くした場合においても、集電電極４の剥離を防止し、配線材２と集電電極４の接合信頼性を向上した太陽電モジュールとその製造方法を得ることができる。
　また、集電電極４がはんだ６にて配線材２と接合することにより、接合部の電気抵抗を小さくすることができる。
　また、集電電極４は配線材２よりも幅が狭いため、集電電極４を形成するために必要な銀などの導電ペーストの使用量を削減することができる。その結果、太陽電池モジュール１００のコストを低減することができる。すなわち、導電ペースト削減によるコストの低減と配線材２と太陽電池素子１との信頼性の高い電気的接続を両立できる。
　さらに、はんだ６が集電電極４の側面も覆うため、集電電極４と配線材２の接合部の電気抵抗をさらに小さくすることができる。
　また、配線材２は銅を含み、集電電極４は銀を含むため、電気抵抗の低い高効率な太陽電池モジュールを得ることができる。
　また、有機酸を含有または有機酸を硬化剤に用いた熱硬化性（エポキシ）樹脂組成物７ａは樹脂組成物自体がフラックス活性（はんだ酸化膜の還元）を示すため、フラックスを用いることがなくても、配線材２の表面に設けられたはんだ６の表面の酸化膜および集電電極４の表面の酸化膜が還元され、配線材２と集電電極４の良好なはんだ接合が可能となる。よって、フラックスを用いた場合に発生する製造装置の汚染による不良や製造装置の清掃による生産性の低下を抑制することができる。さらに、フラックスの残渣が受光面１ａに残り、残留イオンが特性の劣化を引き起こす懸念を低減することができる。
　さらに、本実施の形態の太陽電池モジュールの製造方法においては、はんだ６によって配線材２と集電電極４を接合させた後に、さらに熱硬化性樹脂７の硬化開始温度より高い温度でベークを行うことにより、より確実に熱硬化性樹脂組成物７ａを硬化させることができる。よって、集電電極４と太陽電池素子１との接合強度をより高くし、集電電極４の剥離を確実に防止することができる。
実施の形態２．
（太陽電池モジュールの構成）
　図６は、本発明を実施するための実施の形態２の太陽電池モジュール２００における太陽電池素子１と配線材２とからなる太陽電池ストリング２０の接合構造を示す断面図である。また、図６は、図４－１と同様に、集電電極４が細線電極と交差する接続部と、隣り合う接続部との間における断面図である。図６においても、太陽電池素子１の受光面１ａ上において、集電電極４は受光面１ａに平行な紙面垂直方向（第１の方向）に延在するように配置されている。
　上記実施の形態１では、図４－１および図４－２に示すように、熱硬化性樹脂７は配線材２と集電電極４のはんだ接合部６の側面を覆い、はんだ接合部６の接合信頼性を高める場合を示したが、本実施の形態２においては、図６に示すように、熱硬化性樹脂７０は配線材２を被覆したはんだ６を介して配線材２の側面とも固着し、はんだ６で被覆された配線材２の側面と受光面１ａとを接続するように集電電極４の側面を覆っている。
　なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
（太陽電池モジュールの製造方法）
　図７は、実施の形態２の太陽電池モジュール２００の製造方法を説明するための断面図で、太陽電池ストリング２０の接合構造の断面を示している。上記実施の形態１においては、図５－２に示すように、ペースト状の有機酸を含有または有機酸を硬化剤に用いた熱硬化性樹脂７の硬化前のもの（樹脂硬化性樹脂組成物７ａ）を、集電電極４上からはみ出さないように配置したが、本実施の形態２においては、図７に示すように、熱硬化性樹脂組成物７０ａが集電電極４上から張り出して、受光面１ａの一部を覆うように配置する。
　これによって、配線材２を集電電極４上に押し付け加熱した場合に、熱硬化性樹脂組成物７０ａの濡れ性によって、熱硬化性樹脂組成物７０ａが配線材２の側面を這い上がり、配線材２の側面を覆うようになる。よって、図６に示すように、熱硬化性樹脂７０は、配線材２の底面だけでなく、配線材２の側面ともはんだを介して固着して、受光面１ａと接続する。
　以上のように、集電電極４の側面を覆う熱硬化性樹脂組成物７０ａを多くすればするほど、熱硬化性樹脂７０が配線材２の側面と太陽電池素子１とも接着し、配線材２の接合信頼性をより向上することができる。一方、受光面１ａに入射する太陽光が遮られる影響を極力低減するためには、熱硬化性樹脂組成物７０ａの張り出し量は、基板上面側からの平面視において、配線材２からはみ出さないように配置するか、はみ出し量を少なくすることが好ましい。
（作用効果）
　本実施の形態２においては、上記図７に示す工程において、熱硬化性樹脂組成物７０ａの配置する量を多くして、受光面１ａ上に張り出すようにしたため、図６に示すように、熱硬化性樹脂７０が配線材２の側面とも固着することにより、配線材２と太陽電池素子１とをさらに強固に接合させることができる。よって集電電極４の剥離だけでなく、配線材２の剥離をさらに抑制することができ、より接合信頼性を向上することができる。
実施の形態３．
（太陽電池モジュールの構成）
　図８は、本発明を実施するための実施の形態３の太陽電池モジュール３００における太陽電池素子１と配線材２とからなる太陽電池ストリング３０の接合構造を示す断面図である。また、図８は、図４－１と同様に、集電電極４０が細線電極と交差する接続部と、隣り合う接続部との間における断面図である。図８においても、太陽電池素子１の受光面１ａ上において、集電電極４０は受光面１ａに平行な紙面垂直方向（第１の方向）に延在するように配置されている。
　上記実施の形態１では、図４－１に示すように、集電電極４が受光面１ａ上に１本配置されている場合を示したが、本実施の形態３においては、図８に示すように、集電電極４が分断されて、配線材２よりも幅の狭い集電電極４０が配線材２の下に２本設けられる。そして、配線材２が２本の集電電極４０とはんだ接合されるとともに、熱硬化性樹脂７１が２本の集電電極４０の間を埋めるように、集電電極４０を補強し、配線材２と固着している。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
（作用効果）
　本実施の形態においては、配線材２を熱硬化性樹脂組成物７１ａ（図示せず）が配置された集電電極４０上に押し付ける場合に、２本配置された集電電極４０によって、熱硬化性樹脂組成物７１ａが太陽電池素子１の受光面１ａへ流出する量を低減することができる。そのため、熱硬化性樹脂組成物７１ａの流出によって受光面積を狭くする影響を小さくでき、より効率のよい特性を得ることができる。
　また、集電電極４０が分断されていることにより、集電電極４０を形成するために必要な導電ペーストの使用量をさらに削減してコストを低減することができる。なお、本実施の形態では集電電極４０を２本設けた例を示したが、３本以上でも同様の効果を得ることができる。
実施の形態４．
（太陽電池モジュールの構成）
　図９－１及び図９－２は、本発明を実施するための実施の形態４の太陽電池モジュール４００における太陽電池素子１と配線材２とからなる太陽電池ストリング３１の構造を説明するための平面図である。図１０は、本実施の形態の太陽電池モジュール４００の太陽電池素子１と配線材２との接合構造を示す断面図である。また、図１０は、図９－１で示した太陽電池ストリング３１の構造を説明するための太陽電池素子１のＣ－Ｃにおける断面図である。
　上記実施の形態１では、図１～図３に示すように、集電電極４は受光面１ａ上に連続して延在している場合を示した。それに対し、本実施の形態４においては、図９－１に示すように、太陽電池素子１の受光面１ａ上において、集電電極４１が受光面１ａに平行な紙面垂直方向（第１の方向）に延在するように配置されている点は同様であるが、集電電極４１が一部を削除されている点が異なる。
　すなわち、集電電極４１は、分割されて島状に配列した形状となっている。ここで、図９－１においては、集電電極４１の特徴を明確に示すため、配線材２を省略して示している。なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
　図９－１では、集電電極４１の削除部分８は、細線電極３と集電電極４１が交差する接続部分を避けて、隣り合う接続部の間に配置されている。図１０は、集電電極４１が存在しない部分、すなわち、削除部分８の位置での断面を示している。ここでは、熱硬化性樹脂７２が、集電電極４１の存在していない削除部分８の位置を埋め、配線材２と太陽電池素子１の表面とを固着していることがわかる。また、隣り合う細線電極３との接続部との間で集電電極４１が配置された部分の断面図は、図４－１と同様であり、集電電極４１が細線電極３と交差する接続部における断面図は、図４－２と同様である。
　さらに、図９－１に示されるように、集電電極４１は、受光面１ａの端部においては、削除部分８を有しておらず、電極の長さが端部以外の領域（例えば受光面１ａの中央部）よりも大きくなるように配置されている。すなわち、島状に分割された個々の集電電極４１の延在方向（第１の方向）における長さは、受光面１ａの端部において端部以外の領域よりも大きくなっている。
　図９－２は、本実施の形態４の変形例を示している。図９－１では、太陽電池素子１の集電電極４１は、削除部分８が、隣り合う接続部の間毎に配置されているが、図９－２では、太陽電池素子１の集電電極４２は、２つの連続する接続部の間毎に、削除部分８が配置されている。また、図９－２のＤ－Ｄにおける断面も、集電電極４２が存在しない部分、すなわち、削除部分８の位置での断面であり、図１０で示される断面と同様である。さらに、集電電極４２も、受光面１ａの端部における電極の長さが端部以外の領域（例えば受光面１ａの中央部）よりも大きくなるように配置されている。
　なお、削除部分８を形成するためには、集電電極をライン状に印刷した後に、削除部分８を文字通りに除去してもよいが、最初から印刷パターンに削除部分８の印刷情報を盛り込んでおいて、分割された島状に一度に印刷して形成してもよい。
（作用効果）
　本実施の形態においては、集電電極４１は一部が削除されていることにより、すなわち、集電電極４１が分割されて島状に配列されていることにより、銀（Ａｇ）の使用量を低減することができ、コストを下げることが可能になる。また、本実施の形態４の変形例においては、２つの連続する接続部の間には集電電極４２が配置されているため、太陽電池素子１の電気特性試験を行う場合にプローブを接触させることが容易となる。
　また、集電電極４１及び集電電極４２は、受光面１ａの端部において端部以外の領域より大きい電極部分を有することによって、配線材５が太陽電池素子１との熱膨張差に起因して、端部から剥離することを抑制することができる。これは、集電電極が存在する部分における配線材２と太陽電池素子１の表面との間の接着力が、削除部分８に埋められた熱硬化性樹脂７２による接着力よりも大きい場合に、特に有効である。
　さらに、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　本発明は、複数の太陽電池素子が配線材によって接続された太陽電池モジュールおよびその製造方法に有効に適用される。
　１　太陽電池素子、１ａ　受光面、１ｂ　裏面、２　配線材、３　細線電極（グリッド電極）、４，４０，４１，４２　集電電極（バス電極）、５ 　裏面電極、６　はんだ（接合部）、７，７０，７１，７２　熱硬化性樹脂、７ａ，７０ａ，７１ａ　熱硬化性樹脂組成物、８　集電電極削除部分、 １０，２０，３０，３１　太陽電池ストリング、１１　受光面保護材、１２　裏面保護材、１３　封止材、１００，２００，３００，４００　太陽電池モジュール。

Claims (8)

  1. 　複数の太陽電池素子を電気的に接続する配線材と、
    　前記太陽電池素子の受光面上に設けられ、前記配線材と平行な第１の方向に延在し、前記第１の方向に垂直な断面において前記配線材より幅が小さい集電電極と前記配線材とをはんだを溶融させて接合してはんだ接合部を形成し、前記はんだ接合部の前記第１の方向に垂直な断面形状は、前記配線材の下面から前記集電電極にむかうにつれて徐々に狭くなる形状を有し、前記はんだ接合部の側面を熱硬化性樹脂で覆う構造を備えた太陽電池モジュール。
  2. 　前記熱硬化性樹脂は、前記配線材の側面と固着すること
    　を特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
  3. 　前記集電電極は、複数に分断されて配置されること
    　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. 　前記受光面上において前記第１の方向と垂直な第２の方向に延在すると共に、前記集電電極と交差する位置において前記集電電極と接続する、複数の細線電極をさらに備え、
    　前記集電電極は、前記細線電極との複数の接続部の間で分割されていること
    　を特徴とする請求項１、２または３に記載の太陽電池モジュール。
  5. 　複数の太陽電池素子が配線材により電気的に接続された太陽電池モジュールの製造方法であって、
    　前記太陽電池素子の受光面上に前記受光面に平行な第１の方向に延在するように形成された集電電極上に熱硬化性樹脂組成物を配置する第１工程と、
    　前記熱硬化性樹脂組成物の軟化温度で加熱しつつ、はんだで被覆され、前記第１の方向に垂直な断面において前記集電電極より幅が大きい前記配線材を前記第１工程で配置された前記熱硬化性樹脂組成物の上から前記集電電極に向かって押圧して、前記集電電極と前記配線材を接触させるとともに、前記熱硬化性樹脂組成物を前記集電電極の側方に移動させる第２工程と、
    　前記第２工程で接触した前記集電電極および前記配線材と、前記第２工程で移動した前記熱硬化性樹脂組成物とを、前記熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上かつ前記はんだの融点以上に加熱しつつ、前記集電電極と前記配線材を溶融させたはんだにて接合してはんだ接合部を形成し、前記はんだ接合部の断面形状は配線材の下面から集電電極にむかうにつれ徐々に狭くなる形状を有し、前記はんだ接合部の側面に排出させた熱硬化性樹脂組成物を硬化させて前記はんだ接合部の側面で熱硬化性樹脂を形成する第３工程と
    　を備えた太陽電池モジュールの製造方法。
  6. 　前記第１工程は、
    　前記熱硬化性樹脂組成物を前記受光面上に張り出すように配置し、
    　前記第２工程は、
    　軟化した前記熱硬化性樹脂組成物を前記配線材の側面の一部を覆うように移動させる
    　ことを特徴とする請求項５に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  7. 　前記第３工程の後に、
    　前記熱硬化性樹脂組成物の硬化開始温度以上の温度で加熱することにより硬化を進行させる第４の工程と、
    　をさらに備えた請求項５または６に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
  8. 　前記第３工程のはんだを溶融加熱する方法にランプを用いている
    　ことを特徴とする請求項５、６または７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160029515A (ko) * 2014-09-05 2016-03-15 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 리본
JP2016036029A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール
JP2016072637A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びそれを含む太陽電池パネル
US9960290B2 (en) 2014-09-30 2018-05-01 Lg Electronics Inc. Solar cell and solar cell panel including the same
EP3399556A1 (en) 2014-07-07 2018-11-07 Lg Electronics Inc. Solar cell module
JP2024084146A (ja) * 2022-12-12 2024-06-24 ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド 光起電力モジュール

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10290761B2 (en) * 2015-10-12 2019-05-14 Lg Electronics Inc. Apparatus and method for attaching interconnector of solar cell panel
JP7182597B2 (ja) * 2018-02-21 2022-12-02 株式会社カネカ 配線材を用いた太陽電池セル及び太陽電池モジュール
JP2021193695A (ja) * 2018-09-28 2021-12-23 パナソニック株式会社 太陽電池モジュールの製造方法および太陽電池モジュール
CN109585580A (zh) * 2018-11-08 2019-04-05 晋能光伏技术有限责任公司 一种基于层叠结构的异质结高效太阳能电池生产方法
JP2020107758A (ja) * 2018-12-27 2020-07-09 パナソニック株式会社 太陽電池モジュール
CN115139015A (zh) * 2022-06-27 2022-10-04 晶科能源股份有限公司 一种光伏电池的焊接方法及光伏组件
CN115172524B (zh) * 2022-07-13 2024-08-20 通威太阳能（合肥）有限公司 一种太阳电池及其互联方法
DE202023102281U1 (de) * 2023-01-16 2023-06-02 Jinko Solar Co., Ltd. Photovoltaikmodul
CN116487463B (zh) * 2023-05-26 2025-08-08 晶科能源股份有限公司 一种光伏组件及光伏组件的制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000261012A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池
JP2008034592A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子及びその製造方法
JP2009054981A (ja) * 2007-08-02 2009-03-12 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
WO2009099179A1 (ja) * 2008-02-08 2009-08-13 Sanyo Electric Co., Ltd. 太陽電池モジュール及び太陽電池
JP2011035002A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池セル

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5296043A (en) * 1990-02-16 1994-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Multi-cells integrated solar cell module and process for producing the same
US5391235A (en) * 1992-03-31 1995-02-21 Canon Kabushiki Kaisha Solar cell module and method of manufacturing the same
US5428249A (en) * 1992-07-15 1995-06-27 Canon Kabushiki Kaisha Photovoltaic device with improved collector electrode
DE69736151T2 (de) * 1996-05-17 2007-05-10 Canon K.K. Photovoltaische Anordnung und Herstellungsverfahren
JP4266840B2 (ja) 2004-01-29 2009-05-20 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール
JP5025135B2 (ja) * 2006-01-24 2012-09-12 三洋電機株式会社 光起電力モジュール
TWI487124B (zh) 2006-08-25 2015-06-01 Sanyo Electric Co 太陽電池模組及太陽電池模組的製造方法
TWI438916B (zh) 2007-07-13 2014-05-21 Sanyo Electric Co 太陽電池模組之製造方法
EP2020688B1 (en) 2007-08-02 2013-11-27 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell interconnection using thermo-compression bonding and correspondingly fabricated module
US20100000602A1 (en) * 2007-12-11 2010-01-07 Evergreen Solar, Inc. Photovoltaic Cell with Efficient Finger and Tab Layout
JP2009272406A (ja) 2008-05-02 2009-11-19 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池素子
CN102414829B (zh) 2009-04-21 2015-07-15 三洋电机株式会社 太阳能电池模块
WO2011152372A1 (ja) 2010-05-31 2011-12-08 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
WO2011152309A1 (ja) 2010-05-31 2011-12-08 三洋電機株式会社 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN103403882B (zh) 2011-04-11 2016-08-17 三菱电机株式会社 太阳能电池模块及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000261012A (ja) * 1999-03-09 2000-09-22 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池
JP2008034592A (ja) * 2006-07-28 2008-02-14 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力素子及びその製造方法
JP2009054981A (ja) * 2007-08-02 2009-03-12 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール及びその製造方法
WO2009099179A1 (ja) * 2008-02-08 2009-08-13 Sanyo Electric Co., Ltd. 太陽電池モジュール及び太陽電池
JP2011035002A (ja) * 2009-07-29 2011-02-17 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池セル

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022020793A (ja) * 2014-07-07 2022-02-01 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュールとその製造方法
JP7644278B2 (ja) 2014-07-07 2025-03-11 シャンラオ シンユエン ユエドン テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー 太陽電池モジュールとその製造方法
JP2024038519A (ja) * 2014-07-07 2024-03-19 シャンラオ シンユエン ユエドン テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー 太陽電池モジュールとその製造方法
JP7432571B2 (ja) 2014-07-07 2024-02-16 シャンラオ シンユエン ユエドン テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー 太陽電池モジュールとその製造方法
EP4210116A1 (en) * 2014-07-07 2023-07-12 Shangrao Jinko solar Technology Development Co., LTD Solar cell module
EP3399556A1 (en) 2014-07-07 2018-11-07 Lg Electronics Inc. Solar cell module
JP2019083346A (ja) * 2014-07-07 2019-05-30 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュールとその製造方法
EP2966693B1 (en) * 2014-07-07 2023-05-03 Shangrao Jinko solar Technology Development Co., LTD Solar cell module
JP2016036029A (ja) * 2014-08-04 2016-03-17 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池モジュール
KR102298673B1 (ko) 2014-09-05 2021-09-03 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 리본
KR20160029515A (ko) * 2014-09-05 2016-03-15 엘지전자 주식회사 태양 전지 모듈 및 이에 사용되는 리본
KR102286290B1 (ko) * 2014-09-30 2021-08-05 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널
KR20200100017A (ko) * 2014-09-30 2020-08-25 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널
JP2018107478A (ja) * 2014-09-30 2018-07-05 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びそれを含む太陽電池パネル
US11769842B2 (en) 2014-09-30 2023-09-26 Shangrao Jinko Solar Technology Development Co., Ltd Solar cell and solar cell panel including the same
KR101855346B1 (ko) * 2014-09-30 2018-05-08 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 이를 포함하는 태양 전지 패널
US9960290B2 (en) 2014-09-30 2018-05-01 Lg Electronics Inc. Solar cell and solar cell panel including the same
JP2024040358A (ja) * 2014-09-30 2024-03-25 シャンラオ シンユエン ユエドン テクノロジー デベロップメント シーオー．，エルティーディー 太陽電池及びそれを含む太陽電池パネル
JP2016072637A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 太陽電池及びそれを含む太陽電池パネル
JP2024084146A (ja) * 2022-12-12 2024-06-24 ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド 光起電力モジュール
JP2024084109A (ja) * 2022-12-12 2024-06-24 ジョジアン ジンコ ソーラー カンパニー リミテッド 光起電力モジュール

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