WO2017119036A1 - 太陽電池モジュール - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a solar cell module.
- solar cell modules are being developed as photoelectric conversion devices that convert light energy into electrical energy.
- the solar cell module is expected as a new energy source because it can convert inexhaustible sunlight directly into electricity, and it has a smaller environmental load and is cleaner than power generation using fossil fuels.
- the solar cell module has, for example, a structure in which a plurality of solar cell elements are sealed with a filling member between a surface protection member and a back surface protection member.
- the plurality of solar cell elements are arranged in a matrix.
- a plurality of solar cell elements arranged in a straight line along one of the row direction and the column direction form a string by connecting two adjacent solar cell elements by tab wiring.
- Patent Document 1 a solar cell in which a connection layer made of a resin including a plurality of conductive particles is disposed between a tab wiring connecting two solar cell elements and a bus bar electrode formed on the surface of the solar cell element. Battery modules have been proposed.
- an object of the present invention is to provide a solar cell module that can reduce the stress of the tab wiring and the solar cell element.
- a solar cell module is arranged on two solar cell elements adjacent in a direction parallel to the light receiving surface, and on one surface and the other back surface of the two solar cell elements.
- a tab wiring for electrically connecting the two solar cell elements; a plurality of finger electrodes formed on the front surface and the back surface for collecting received light charges generated by the solar cell elements; and the front surface and the back surface
- the bus bar electrode is formed to extend in a direction intersecting with each of the plurality of finger electrodes, and electrically connects the plurality of finger electrodes, and the light receiving surface is planarized by the bus bar electrode and the tab wiring.
- the thickness of the intersection crossing the finger electrodes of the bus bar electrode is thicker than the thickness of the portion sandwiched by the intersection adjacent the bus bar electrode.
- the solar cell module according to the present invention it is possible to reduce the stress of the tab wiring and the solar cell element.
- FIG. 1 is a schematic plan view of the solar cell module according to Embodiment 1.
- FIG. 2 is a plan view of the solar cell element according to Embodiment 1.
- FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a stacked structure of the solar cell element according to Embodiment 1.
- 4 is a structural cross-sectional view in the column direction of the solar cell module according to Embodiment 1.
- FIG. 5A is a structural cross-sectional view in the column direction of the solar cell element according to Embodiment 1.
- FIG. FIG. 5B is a structural cross-sectional view in the column direction of a conventional solar cell element.
- FIG. 5C is a diagram showing a modification of the structure cross section in the column direction of the solar cell element according to Embodiment 1.
- FIG. 5C is a diagram showing a modification of the structure cross section in the column direction of the solar cell element according to Embodiment 1.
- FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view showing the electrode configuration of the solar cell element according to Embodiment 1.
- FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view showing the electrode configuration of the solar cell element according to Modification 1 of Embodiment 1.
- FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view showing the electrode configuration of the solar cell element according to Modification 2 of Embodiment 1.
- 9A is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of the solar cell element according to Embodiment 2.
- FIG. 9B is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to Modification 1 of Embodiment 2.
- FIG. 9C is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to Modification 2 of Embodiment 2.
- FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to Modification 3 of Embodiment 2.
- FIG. 11A is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of the solar cell element according to Embodiment 3.
- FIG. 11B is a diagram showing an electrode formation process of a solar cell element according to a modification of Embodiment 3.
- FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to another embodiment.
- FIG. 13 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to another embodiment.
- the “front surface” of a solar cell element means a surface that allows more light to enter the interior than the “back surface” that is the opposite surface (over 50% to 100% light is the surface). And the case where no light enters the interior from the “back surface” side.
- the “surface” of the solar cell module means a surface on which light on the side facing the “surface” of the solar cell element can be incident, and the “back surface” means a surface on the opposite side.
- descriptions such as “providing the second member on the first member” do not intend only when the first and second members are provided in direct contact unless specifically limited. That is, this description includes the case where another member exists between the first and second members.
- the description of “substantially **” is intended to include not only exactly the same, but also those that are recognized as being substantially the same, with “substantially identical” as an example.
- FIG. 1 is a schematic plan view of a solar cell module 1 according to Embodiment 1.
- the solar cell module 1 shown in the figure includes a plurality of solar cell elements 11, a tab wiring 20, a cross wiring 30, and a frame body 50.
- the solar cell element 11 is a planar photovoltaic cell that is two-dimensionally arranged on the light receiving surface and generates electric power by light irradiation.
- the tab wiring 20 is a wiring member that is disposed on the surface of the solar cell elements 11 and electrically connects the solar cell elements 11 adjacent in the column direction.
- the tab wiring 20 may have a light diffusion shape on the light incident side surface.
- the light diffusion shape is a shape having a light diffusion function. With this light diffusion shape, light incident on the tab wiring 20 can be diffused on the surface of the tab wiring 20, and the diffused light can be redistributed to the solar cell element 11.
- the cross wiring 30 is a wiring member for connecting the solar cell strings.
- the solar cell string is an aggregate of a plurality of solar cell elements 11 arranged in the column direction and connected by the tab wiring 20.
- a light diffusion shape may be formed on the surface of the cross wiring 30 on the light incident side. Thereby, the light incident between the solar cell element 11 and the frame body 50 is diffused on the surface of the wiring 30 and the diffused light can be redistributed to the solar cell element 11.
- the frame body 50 is an outer frame member that covers the outer periphery of a panel in which a plurality of solar cell elements 11 are two-dimensionally arranged.
- a light diffusing member may be disposed between adjacent solar cell elements 11.
- the condensing efficiency of the solar cell element 11 improves. Therefore, it becomes possible to improve the photoelectric conversion efficiency of the whole solar cell module.
- FIG. 2 is a plan view of the solar cell element 11 according to the first embodiment.
- the solar cell element 11 has a substantially square shape in plan view.
- the solar cell element 11 is, for example, 125 mm long ⁇ 125 mm wide ⁇ 200 ⁇ m thick.
- a plurality of striped bus bar electrodes 112 are formed in parallel to each other, and a plurality of striped finger electrodes 111 are formed in parallel to each other so as to be orthogonal to the bus bar electrodes 112. Yes.
- the bus bar electrode 112 and the finger electrode 111 constitute a collector electrode 110.
- the collector electrode 110 can be formed by a printing method such as screen printing using a thermosetting resin-type conductive paste using a resin material as a binder and conductive particles such as silver particles as a filler, for example. .
- the line width of the bus bar electrode 112 is, for example, 150 ⁇ m
- the line width of the finger electrode 111 is, for example, 100 ⁇ m ⁇
- the pitch of the finger electrodes 111 is, for example, 2 mm.
- the tab wiring 20 is bonded on the bus bar electrode 112.
- FIG. 3 is a cross-sectional view showing the laminated structure of solar cell element 11 according to Embodiment 1.
- 2 is a cross-sectional view taken along the line III-III of the solar cell element 11 in FIG.
- an i-type amorphous silicon film 121 and a p-type amorphous silicon film 122 are formed in this order on the main surface of an n-type single crystal silicon wafer 101.
- the n-type single crystal silicon wafer 101, the i-type amorphous silicon film 121, and the p-type amorphous silicon film 122 form a photoelectric conversion layer, and the n-type single crystal silicon wafer 101 serves as a main power generation layer.
- the light receiving surface electrode 102 is formed on the p-type amorphous silicon film 122.
- a collecting electrode 110 including a plurality of bus bar electrodes 112 and a plurality of finger electrodes 111 is formed on the light receiving surface electrode 102.
- FIG. 3 only the finger electrode 111 of the collector electrode 110 is shown.
- an i-type amorphous silicon film 123 and an n-type amorphous silicon film 124 are formed in this order on the back surface of the n-type single crystal silicon wafer 101. Further, a light receiving surface electrode 103 is formed on the n-type amorphous silicon film 124, and a collecting electrode 110 including a plurality of bus bar electrodes 112 and a plurality of finger electrodes 111 is formed on the light receiving surface electrode 103.
- the p-type amorphous silicon film 122 is formed on the back surface side of the n-type single crystal silicon wafer 101 and the n-type amorphous silicon film 124 is formed on the light-receiving surface side of the n-type single crystal silicon wafer 101, respectively. Good.
- the pitch of the finger electrodes 111 on the back surface may be smaller than the pitch of the finger electrodes on the front surface.
- the number of finger electrodes 111 on the back surface may be larger than the number of finger electrodes on the front surface. That is, the area occupation ratio of the collector electrode formed on the back surface may be higher than the area occupation ratio of the collector electrode formed on the front surface.
- the area occupation ratio of the collector electrode is the ratio of the total area of the bus bar electrode 112 and the finger electrode 111 in the plan view to the area of the solar cell element 11 in the plan view.
- the current collection efficiency on the back surface increases, but the light shielding loss increases compared to the front surface.
- the solar cell element 11 according to the present embodiment is a single-sided light receiving type in which the light receiving surface is the front surface, the effect of increasing the current collection efficiency on the back surface is more than the effect of increasing the light shielding loss on the back surface. large. Therefore, the current collection effect of the solar cell element 11 can be improved.
- the solar cell element 11 is provided between the n-type single crystal silicon wafer 101 and the p-type amorphous silicon film 122 or the n-type amorphous silicon film 124.
- the i-type amorphous silicon film 121 is provided.
- the solar cell element 11 is a single-sided light receiving type, and the light receiving surface electrode 102 on the surface side of the n-type single crystal silicon wafer 101 serves as a light receiving surface. Carriers generated in the n-type single crystal silicon wafer 101 are diffused to the light-receiving surface electrodes 102 and 103 on the front surface side and the back surface side as a photocurrent and collected by the collector electrode 110.
- the light-receiving surface electrodes 102 and 103 are transparent electrodes made of, for example, ITO (indium tin oxide), SnO 2 (tin oxide), ZnO (zinc oxide), or the like.
- the light receiving surface electrode 103 on the back side may be a metal electrode that is not transparent. Further, as the collector electrode on the back surface side, an electrode formed on the entire surface of the light receiving surface electrode 103 may be used instead of the collector electrode 110.
- the solar cell element according to the present embodiment may be a double-sided light receiving type.
- the light receiving surface electrode 102 on the front surface side and the light receiving surface electrode 103 on the back surface side of the n-type single crystal silicon wafer 101 are light receiving surfaces.
- Carriers generated in the n-type single crystal silicon wafer 101 diffuse as photocurrents to the light-receiving surface electrodes 102 and 103 on the front surface side and the back surface side, and are collected by the collector electrode 110.
- the light receiving surface electrodes 102 and 103 are transparent electrodes.
- FIG. 4 is a structural cross-sectional view of the solar cell module 1 according to Embodiment 1 in the column direction. Specifically, FIG. 4 is a IV-IV cross-sectional view of the solar cell module 1 of FIG.
- the solar cell module 1 shown in the figure includes a solar cell element 11 having a collector electrode 110 formed on the front and back surfaces, a tab wiring 20, an adhesive member 40, a front surface filling member 70A and a back surface filling member 70B, The surface protection member 80 and the back surface protection member 90 are provided.
- the tab wiring 20 is a long conductive wiring, for example, a ribbon-shaped metal foil.
- the tab wiring 20 can be produced by, for example, cutting a metal foil such as a copper foil or a silver foil, which is entirely covered with silver or solder, into a strip shape having a predetermined length.
- the tab wiring 20 disposed on the surface of one solar cell element 11 is also disposed on the back surface of the other solar cell element 11. More specifically, the lower surface of one end portion of the tab wiring 20 is joined to the bus bar electrode 112 (see FIG. 2) on the surface side of one solar cell element 11 along the longitudinal direction of the bus bar electrode 112.
- the solar cell string composed of a plurality of solar cell elements 11 arranged in the column direction has a configuration in which the plurality of solar cell elements 11 are connected in series in the column direction.
- the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112 are joined by the adhesive member 40. That is, the adhesive member 40 bonds the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 so that the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan. Thereby, the tab wiring 20 is connected to the solar cell element 11 through the adhesive member.
- a conductive adhesive paste for example, a conductive adhesive paste, a conductive adhesive film, an anisotropic conductive film, or a conductive adhesive tape can be used.
- the conductive adhesive paste is, for example, a paste adhesive in which conductive particles are dispersed in a thermosetting adhesive resin material such as an epoxy resin, an acrylic resin, or a urethane resin.
- the conductive adhesive film and the anisotropic conductive film are formed in a film shape by dispersing conductive particles in a thermosetting adhesive resin material.
- the resin adhesive softens at the time of pressurization at the time of thermocompression bonding, and the surface of the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are brought into direct contact with each other. Can be connected to.
- the plurality of finger electrodes 111 collect light-receiving charges generated by the solar cell element 11, and the bus bar electrode 112 is formed to extend in a direction intersecting with each of the plurality of finger electrodes 111.
- the received light charge is transmitted to the tab wiring 20.
- the surface protection member 80 is arrange
- a surface filling member 70 ⁇ / b> A is disposed between the surface including the plurality of solar cell elements 11 and the surface protection member 80, and the back surface filling is performed between the surface including the plurality of solar cell elements 11 and the back surface protection member 90.
- a member 70B is arranged.
- the front surface protection member 80 and the back surface protection member 90 are fixed by a front surface filling member 70A and a back surface filling member 70B, respectively.
- the surface protection member 80 is a protection member disposed on the surface side of the solar cell element 11.
- the surface protection member 80 is a member that protects the inside of the solar cell module 1 from wind and rain, external impact, fire, and the like, and ensures long-term reliability of the solar cell module 1 when exposed outdoors.
- the surface protection member 80 may be, for example, a light-transmitting and water-blocking glass, a film-like or plate-shaped hard light-transmitting and water-blocking resin member, and the like.
- the back surface protection member 90 is a protection member disposed on the back surface side of the solar cell element 11.
- the back surface protection member 90 is a member that protects the back surface of the solar cell module 1 from the external environment.
- a resin film such as polyethylene terephthalate or a laminated film having a structure in which an Al foil is sandwiched between resin films is used. Can do.
- the front surface filling member 70 ⁇ / b> A is a filler filled in the space between the plurality of solar cell elements 11 and the surface protection member 80
- the back surface filling member 70 ⁇ / b> B is formed between the plurality of solar cell elements 11 and the back surface protection member 90. It is a filler filled in the space between.
- the front surface filling member 70A and the back surface filling member 70B have a sealing function for shielding the solar cell element 11 from the external environment. With the arrangement of the front surface filling member 70A and the back surface filling member 70B, it is possible to ensure high heat resistance and high moisture resistance of the solar cell module 1 assumed to be installed outdoors.
- the surface filling member 70A is made of a translucent polymer material having a sealing function.
- Examples of the polymer material of the surface filling member 70A include translucent resin materials such as ethylene vinyl acetate (EVA).
- the back surface filling member 70B is made of a polymer material having a sealing function.
- the back surface filling member 70B is processed, for example, in white.
- the polymer material of the back surface filling member 70B include a resin material obtained by processing EVA or the like in white.
- the surface filling member 70A and the back surface filling member 70B are preferably the same material system.
- the front surface filling member 70A and the back surface filling member 70B are obtained by laminating (laminating) two resin sheets (translucent EVA sheet and white processed EVA sheet) sandwiching a plurality of solar cell elements 11 (cell strings). It is formed by doing.
- FIG. 5A is a structural cross-sectional view in the column direction of solar cell element 11 according to Embodiment 1.
- FIG. More specifically, FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural cross-sectional view of FIG.
- the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are bonded by an adhesive member 40.
- FIG. 5B is a structural cross-sectional view in the column direction of a conventional solar cell element.
- the solar cell element 11 and the tab wiring 20 are uniformly bonded over the entire area of the solar cell element 11 in the longitudinal direction of the tab wiring 20 by the adhesive member 540. ing. For this reason, when the solar cell element 11 and the tab wiring 20 are repeatedly expanded and contracted due to the temperature cycle, the tab wiring 20 or the solar cells may be stressed between the solar cells.
- the thickness of the bus bar electrode 112 at the intersection portion Px where the bus bar electrode 112 and the finger electrode 111 intersect is the bus bar sandwiched between the adjacent intersection portions Px. It is characterized by being thicker than the film thickness of the non-intersecting portion Py of the electrode 112. According to this configuration, the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are closest to each other at the intersection Px and become electrically conductive, and at the non-intersection Py, the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are connected via the adhesive member 40. Separate. That is, the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are intermittently contacted or closest to each other in the longitudinal direction of the bus bar electrode 112.
- the amount (thickness) of the resin material (adhesive member 40) interposed between the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 in the non-intersection portion Py is between the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 in the intersection portion Px.
- the amount (thickness) is larger than the amount (thickness) of the adhesive member 40 interposed therebetween.
- the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are electrically connected at the crossing portion Px, the received light charges generated in the solar cell element 11 and collected by the finger electrodes 111 are transmitted to the tab wiring 20. Is possible. Therefore, the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 may not be bonded via the bonding member 40 in the non-intersecting portion Py.
- FIG. 5C is a diagram showing a modification of the structure cross section in the column direction of the solar cell element according to Embodiment 1.
- the adhesive member 40 is a non-conductive adhesive made of resin
- the surface of the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are brought into direct contact at the intersection Px. What is necessary is just to connect electrically.
- the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 are intermittently in contact with each other in the longitudinal direction of the tab wiring 20, and the solar cell element 11 and the tab wiring 20 are secured while ensuring electrical connection at the intersection Px.
- the stress generated in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion coefficient with respect to the non-intersecting portion Py can be relaxed.
- the adhesive member 40 is not interposed between the bus bar electrode 112 and the tab wiring 20 in the non-intersecting portion Py, but the surface filling member 70A or the back surface filling member 70B may be interposed.
- FIG. 6 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11A according to Embodiment 1. More specifically, FIG. 6 is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- a bus bar electrode 112A and a plurality of finger electrodes 111A orthogonal to the bus bar electrode 112A and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11A.
- an adhesive member 40 that bonds the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not illustrated in the perspective plan view of FIG. 6, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11 ⁇ / b> A, or the tab wiring 20. Is formed in a region facing the finger electrode 111A and the bus bar electrode 112A.
- the electrode width W1s of the finger electrode 111A at the intersecting portion Px between the bus bar electrode 112A and the finger electrode 111A is wider than the electrode width W1n of the non-intersecting portion Pz which is the other portion of the finger electrode 111A.
- the finger electrode 111A and the bus bar electrode 112A are, for example, screen printed using a resin-type conductive paste that is a thermosetting type using a resin material as a binder and conductive particles such as silver particles as a filler.
- the printing method is used.
- the finger electrodes 111A and the bus bar electrodes 112A are simultaneously formed using a screen mask that allows the resin-type conductive paste to pass through the mesh pattern. For this reason, when the line width of the screen mask is relatively wide, the line width of the printed electrode is relatively wide and the film thickness can be relatively large.
- the opening of the emulsion is narrowed or widened.
- the paste discharge amount may be reduced or increased.
- the film thickness at the intersecting portion Px of the finger electrode 111A Due to the difference in electrode width (W1s> W1n) at the intersecting portion Px and the non-intersecting portion Pz of the finger electrode 111A, and the correlation between the electrode width and the film thickness by screen printing, the film thickness at the intersecting portion Px of the finger electrode 111A is The film thickness at the non-intersecting portion Pz of the finger electrode 111A is larger.
- the intersection Px of the bus bar electrode 112A is thicker than the non-intersection Py of the bus bar electrode 112A.
- the tape-like or sheet-like resin material that is the adhesive member 40 is softened by being hot-pressed between the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20, for example. Thereby, the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112A are joined.
- the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersecting portion Px, and at the non-intersecting portion Py, The bus bar electrode 112A and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- the solar cell element 11A and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11A and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient with respect to 20. Therefore, compared with the case where the bus bar electrode 112A and the tab wiring 20 are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11A between the solar cell elements 11A is reduced. Can be reduced.
- an electrode group that extends in a direction parallel to the finger electrode 111A, intersects with the bus bar electrode 112A, and is shorter than the finger electrode 111A may be disposed between adjacent finger electrodes 111A.
- This electrode group is for reinforcing the adhesion between the tab wiring 20 and the solar cell element 11A, but the electrode group may be regarded as the finger electrode 111A. That is, the thickness of the bus bar electrode 112 at the intersection where the bus bar electrode 112 and the electrode group intersect may be larger than the thickness of the non-intersection of the bus bar electrode 112 sandwiched between adjacent intersections.
- an electrode group disposed between a plurality of finger electrodes can be regarded as finger electrodes, and the same effect can be achieved.
- the length in the extending direction of the finger electrode 111 ⁇ / b> A at the intersecting portion Px may be larger or smaller than the width of the tab wiring 20.
- the length in the extending direction of the intersecting portion Px is smaller than the width of the tab wiring 20 so that the intersecting portion Px does not block the light incident on the solar cell element 11A (the intersecting portion Px covers the tab wiring 20). It is preferable that
- FIG. 7 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11B according to Modification 1 of Embodiment 1. More specifically, FIG. 7 is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- the electrode configuration of the solar cell element 11B according to this modification is different from the electrode configuration of the solar cell element 11A shown in FIG. 6 only in the configuration of the bus bar electrode 112B.
- the description of the same points as the electrode configuration of the solar cell element 11A shown in FIG. 6 will be omitted, and different points will be mainly described.
- a bus bar electrode 112B and a plurality of finger electrodes 111B intersecting with the bus bar electrode 112B and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11B.
- an adhesive member 40 for bonding the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not shown in the perspective plan view of FIG. 7, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11 ⁇ / b> B, or the tab wiring 20. Is formed in a region facing the finger electrode 111B and the bus bar electrode 112B.
- the bus bar electrode 112B does not have a linear shape parallel to the longitudinal direction in which the tab wiring 20 is disposed, but has a component extending in an oblique direction with respect to the longitudinal direction, and each time the bus bar electrode 112B intersects the finger electrode 111B, the oblique direction It has a zigzag shape.
- the electrode width W1s of the finger electrode 111B at the intersecting portion Px between the bus bar electrode 112B and the finger electrode 111B is wider than the electrode width W1n of the non-intersecting portion Pz which is the other portion of the finger electrode 111B.
- the film thickness of the finger electrode 111B at the intersecting portion Px is determined by the difference in electrode width between the intersecting portion Px and the non-intersecting portion Pz of the finger electrode 111B and the correlation between the electrode width and the film thickness by screen printing. It becomes thicker than the film thickness in the non-intersecting part Pz.
- intersection Px of the bus bar electrode 112B is thicker than the non-intersection Py of the bus bar electrode 112B.
- the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersection portion Px, and the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20 are at the non-intersection portion Py.
- the resin material is interposed and separated.
- the solar cell element 11B and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11B and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient with respect to 20. Therefore, the stress of the tab wiring 20 between the solar cell elements 11B and the solar cell element 11B can be reduced.
- FIG. 8 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11C according to Modification 2 of Embodiment 1. More specifically, FIG. 8 is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- the electrode configuration of the solar cell element 11C according to the present modification is such that the region in which the characteristic electrode configuration is formed is specified as the cell edge region as compared with the electrode configuration of the solar cell element 11A illustrated in FIG. Only the difference is.
- the description of the same points as the electrode configuration of the solar cell element 11A shown in FIG. 6 will be omitted, and different points will be mainly described.
- a bus bar electrode 112C and a plurality of finger electrodes 111CC and 111CP orthogonal to the bus bar electrode 112C and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11C.
- an adhesive member 40 that bonds the bus bar electrode 112C and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrode 112C and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not illustrated in the perspective plan view of FIG. 8, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11C, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrodes 111CC, 1111CP, and the bus bar electrode 112A.
- the finger electrode 111CC is formed in the central region Ac of the solar cell element 11C, and the finger electrode 111CP is formed in the end region Ap of the solar cell element 11C.
- the electrode width W1ps of the finger electrode 111CP at the intersecting portion Px between the bus bar electrode 112C and the finger electrode 111CP is wider than the electrode width W1pn of the non-intersecting portion Pz which is the other portion of the finger electrode 111CP.
- the thickness is greater than the film thickness at the non-intersecting portion Pz of the finger electrode 111CP.
- the intersecting portion Px of the bus bar electrode 112C in the end region Ap is thicker than the non-intersecting portion Py of the bus bar electrode 112C.
- the bus bar electrode 112C and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersection portion Px in the end region Ap, and at the non-intersection portion Py in the end region Ap.
- the bus bar electrode 112C and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- the solar cell element 11B and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11B and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112B and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion coefficient from 20 can be relaxed in the end region Ap of the solar cell element 11C. Therefore, particularly in the end region Ap where the tab wiring 20 is susceptible to stress, the stress on the tab wiring 20 and the solar cell element 11C between the solar cell elements 11C can be more effectively reduced.
- the intersecting portion Px that intersects the finger electrode of the bus bar electrode is thicker than the non-intersecting portion Py of the bus bar electrode.
- the electrode width W1s of the finger electrode 111A at the intersecting portion Px is made wider than the electrode width W1n of the non-intersecting portion Pz of the finger electrode 111A.
- the electrode width of the bus bar electrode is made narrower than the electrode width of the finger electrode.
- FIG. 9A is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11D according to Embodiment 2. More specifically, FIG. 9A is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- a bus bar electrode 112D and a plurality of finger electrodes 111D orthogonal to the bus bar electrode 112D and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11D.
- an adhesive member 40 that bonds the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not shown in the perspective plan view of FIG. 9A, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11D, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrode 111D and the bus bar electrode 112D.
- the electrode width W2n of the bus bar electrode 112D is narrower than the electrode width W1n of the finger electrode 111D.
- the finger electrode 111D and the bus bar electrode 112D can be formed by a printing method such as screen printing, for example.
- the finger electrodes 111D and the bus bar electrodes 112D are simultaneously formed using a screen mask that allows the resin-type conductive paste to pass through the mesh pattern. For this reason, when the line width of the screen mask is relatively wide, the line width of the printed electrode is relatively wide and the film thickness is also relatively thick.
- the film thickness of the finger electrode 111D is larger than the film thickness of the bus bar electrode 112D.
- the intersecting portion Px of the bus bar electrode 112D is thicker than the non-intersecting portion Py of the bus bar electrode 112D.
- the tape-like or sheet-like resin material that is the adhesive member 40 is softened by being hot-pressed between the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20, for example. Thereby, the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112D are joined.
- the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersecting portion Px, and at the non-intersecting portion Py, The bus bar electrode 112D and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- the solar cell element 11D and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11D and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient with respect to 20. Therefore, compared to the case where the bus bar electrode 112D and the tab wiring 20 are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11D between the solar cell elements 11D is reduced. Can be reduced.
- FIG. 9B is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to Modification 1 of Embodiment 2. More specifically, FIG. 9B is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- the electrode configuration of the solar cell element 11H according to the present modification is different from the electrode configuration of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A in that the characteristic electrode configuration is different between the cell end region and the cell center region. Is different.
- the description of the same points as the electrode configuration of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A will be omitted, and different points will be mainly described.
- a bus bar electrode 112H and a plurality of finger electrodes 111HC and 111HP orthogonal to the bus bar electrode 112H and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11H.
- an adhesive member 40 for bonding the bus bar electrode 112H and the tab wiring 20 is disposed so that the bus bar electrode 112H and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not illustrated in the perspective plan view of FIG. 9B, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11H, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrodes 111HC, 1111HP, and the bus bar electrode 112H.
- the finger electrode 111HC is formed in the central region Ac of the solar cell element 11H, and the finger electrode 111HP is formed in the end region Ap of the solar cell element 11H.
- the electrode width W1np of the finger electrode 111HP is wider than the electrode width W1nc of the finger electrode 111HC.
- the electrode film thickness at the intersection Pxp between the finger electrode 111HP and the bus bar electrode 112H in the end region Ap is It becomes thicker than the electrode film thickness at the intersection Pxc between the finger electrode 111HC and the bus bar electrode 112H in the central region Ac.
- FIG. 9B a cross-sectional view of the non-intersecting portions Pyp and Pyc cut along the extending direction of the finger electrodes is shown.
- the distance between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112H in the non-intersection portion Pyp is larger than the distance between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112H in the non-intersection portion Pyc
- the non-intersection portion Since the cross-sectional area Sp of the adhesive member 40 at Pyp and the cross-sectional area Sc of the adhesive member 40 at the non-intersecting portion Pyc are equal, the adhesive width in the extending direction between the tab wiring 20 and the adhesive member 40 at the non-intersecting portion Pyp.
- Wp40 is narrower than the bonding width Wc40 in the extending direction between the tab wiring 20 and the bonding member 40 in the non-intersecting portion Pyc.
- the adhesive strength between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112H in the non-intersecting portion Pyp in the end region Ap is lower than the adhesive strength between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112H in the non-intersecting portion Pyc in the end region Ac. .
- the bus bar electrode 112H and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersecting portions Pxp and Pxc, and the bus bar electrode 112H and the tab at the non-intersecting portions Pyp and Pyc. It is separated from the wiring 20 via the resin material. Furthermore, the non-crossing portion Pyp has a lower adhesive strength than the non-crossing portion Pyc.
- the solar cell element 11H and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11H and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112H and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion coefficient from 20 can be relaxed in the end region Ap of the solar cell element 11H. Therefore, particularly in the end region Ap where the tab wiring 20 is susceptible to stress, the stress on the tab wiring 20 and the solar cell element 11H between the solar cell elements 11H can be more effectively reduced.
- FIG. 9C is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element according to Modification 2 of Embodiment 2. More specifically, FIG. 9C is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- the electrode configuration of the solar cell element 11J according to this modification is different from that of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A in that the characteristic electrode configuration is different between the cell edge region and the cell central region. Is different.
- the description of the same points as the electrode configuration of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A will be omitted, and different points will be mainly described.
- bus bar electrodes 112JC and 112JP and a plurality of finger electrodes 111J orthogonal to and parallel to the bus bar electrodes 112JC or 112JP are arranged on the surface of the solar cell element 11J.
- an adhesive member 40 for bonding the bus bar electrodes 112JC and 112JP and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrodes 112JC and 112JP and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not shown in the perspective plan view of FIG. 9C, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11J, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrode 111J and the bus bar electrodes 112JC and 112JP.
- the bus bar electrode 112JC is formed in the central region Ac of the solar cell element 11J, and the bus bar electrode 112JP is formed in the end region Ap of the solar cell element 11J.
- the electrode width W2np of the bus bar electrode 112JP is narrower than the electrode width W2nc of the bus bar electrode 112JC.
- the electrode film thickness at the intersection Pxp between the finger electrode 111J and the bus bar electrode 112JP in the end region Ap is It becomes thinner than the electrode film thickness at the intersection Pxc between the finger electrode 111J and the bus bar electrode 112JC in the central region Ac.
- the electrode film thickness in the non-intersection portion Pyp between the finger electrode 111J and the bus bar electrode 112JP in the end region Ap is thinner than the electrode film thickness in the non-intersection portion Pyc between the finger electrode 111J and the bus bar electrode 112JC in the center region Ac. Become.
- FIG. 9C a cross-sectional view in which the non-intersecting portions Pyp and Pyc are cut in the extending direction of the finger electrodes is shown.
- the cross-sectional area of the bus bar electrode 112JP at the non-intersecting portion Pyp is smaller than the cross-sectional area of the bus bar electrode 112JC at the non-intersecting portion Pyp
- the cross-sectional area of the adhesive member 40 at the non-intersecting portion Pyp is shown in the lower part of FIG. 9C.
- the adhesive width Wp40 in the extending direction between the tab wiring 20 and the adhesive member 40 in the non-intersecting portion Pyp is equal to that in the non-intersecting portion Pyc. It becomes narrower than the bonding width Wc40 of the tab wiring 20 and the adhesive member 40 in the extending direction.
- the adhesive strength between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112JP in the non-intersecting portion Pyp of the end region Ap is lower than the adhesive strength between the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112JC in the non-intersecting portion Pyc of the end region Ac. .
- the bus bar electrodes 112JP and 112JC and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersections Pxp and Pxc, and at the non-intersections Pyp and Pyc
- the electrodes 112JP and 112JC and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- the non-crossing portion Pyp has a lower adhesive strength than the non-crossing portion Pyc.
- the bus bar electrodes 112JC and 112JP and the tab wiring 20 are secured to the solar cell element 11J while ensuring electrical continuity.
- the stress generated in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion coefficient with the tab wiring 20 can be relaxed in the end region Ap of the solar cell element 11J. Therefore, particularly in the end region Ap where the tab wiring 20 is susceptible to stress, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11J between the solar cell elements 11J can be more effectively reduced.
- FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11E according to Modification 3 of Embodiment 2. More specifically, FIG. 10 is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- the electrode configuration of the solar cell element 11E according to the present modification is different from the electrode configuration of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A only in the arrangement configuration of the bus bar electrodes 112E.
- the description of the same points as the electrode configuration of the solar cell element 11D shown in FIG. 9A will be omitted, and different points will be mainly described.
- a bus bar electrode 112E and a plurality of finger electrodes 111E intersecting the bus bar electrode 112E and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11E.
- an adhesive member 40 that bonds the bus bar electrode 112E and the tab wiring 20 is arranged so that the bus bar electrode 112E and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan. Note that the adhesive member 40 is not shown in the perspective plan view of FIG. 10, but the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11E, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrode 111E and the bus bar electrode 112E.
- the bus bar electrode 112E is formed of two wirings extending in the longitudinal direction in which the tab wiring 20 is arranged and parallel to each other.
- the electrode width W2n of each of the two wires forming the bus bar electrode 112E is wider than the electrode width W1n of the finger electrode 111E.
- the thickness of the finger electrode 111E is the same as that of the wiring that forms the bus bar electrode 112E. It becomes thicker than the film thickness.
- the intersecting portion Px of the bus bar electrode 112E is thicker than the non-intersecting portion Py of the bus bar electrode 112E.
- the bus bar electrode 112E and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersection portion Px, and the bus bar electrode 112E and the tab wiring 20 are at the non-intersection portion Py.
- the resin material is interposed and separated.
- the electrical conductivity of the bus bar electrode 112E can be improved by arranging a plurality of wirings for forming the bus bar electrode 112E by an amount corresponding to the electrode width of the bus bar electrode 112E being narrower than the electrode width of the finger electrode 111E.
- the electrical connection between the bus bar electrode 112E and the tab wiring 20 is ensured, and the conductivity of the bus bar electrode 112E is improved.
- the stress generated in the longitudinal direction can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient between the solar cell element 11E and the tab wiring 20. Therefore, the stress of the tab wiring 20 between the solar cell elements 11E and the solar cell element 11E can be reduced.
- FIG. 11A is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of solar cell element 11F according to Embodiment 3. More specifically, FIG. 11A is a perspective plan view and a sectional view in which the vicinity of the surface of the solar cell element 11 in the structural sectional view of FIG. 4 is enlarged.
- a bus bar electrode 112F and a plurality of finger electrodes 111F orthogonal to the bus bar electrode 112F and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11F.
- an adhesive member 40 for bonding the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20 is disposed so that the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20 overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not illustrated in the perspective plan view of FIG. 11A, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11F, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrode 111F and the bus bar electrode 112F.
- the film thickness t1n of the plurality of finger electrodes 111F is thicker than the film thickness t2n of the bus bar electrode 112F.
- the finger electrode 111F and the bus bar electrode 112F can be formed by a printing method such as screen printing, for example.
- the finger electrode 111F and the bus bar electrode 112F are simultaneously formed using a screen mask that allows the resin-type conductive paste to pass through the mesh pattern.
- screen printing is performed a plurality of times when the finger electrode 111F and the bus bar electrode 112F are formed.
- the bus bar electrode 112F and the first finger electrode 111F1 are formed by the first screen printing.
- the electrode layer is not formed on the bus bar electrode 112F, and the second finger electrode 111F2 is formed only on the first finger electrode 111F1.
- the film thickness of the finger electrode 111F is larger than the film thickness of the bus bar electrode 112F without increasing the electrode width of the finger electrode relative to the bus bar electrode by the above manufacturing method. Therefore, it is possible to reduce the light-shielding loss as compared with the case where the electrode width of the finger electrode is relatively wide with respect to the bus bar electrode.
- the intersecting portion Px of the bus bar electrode 112F is thicker than the non-intersecting portion Py of the bus bar electrode 112F.
- the tape-like or sheet-like resin material that is the adhesive member 40 is softened by being hot-pressed between the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20, for example. Thereby, the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112F are joined.
- the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other at the intersection portion Px, and at the non-intersection portion Py, The bus bar electrode 112F and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- connection configuration even if the solar cell element 11F and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, while ensuring electrical continuity between the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20, and reducing light shielding loss, The stress generated in the long direction can be relaxed. Therefore, compared with the case where the bus bar electrode 112F and the tab wiring 20 are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11F between the solar cell elements 11F is reduced. Can be reduced.
- FIG. 11B is a diagram showing an electrode forming process of solar cell element 11K according to a modification of Embodiment 3.
- the electrode configuration when the solar cell element 11K is viewed in plan is the same as the electrode configuration when the solar cell element 11F according to Embodiment 3 is viewed in plan.
- a bus bar electrode 112K and a plurality of finger electrodes 111K1 and 111K2 orthogonal to the bus bar electrode 112K and parallel to each other are arranged on the surface of the solar cell element 11K.
- the plurality of finger electrodes 111K1 are, for example, finger electrodes arranged at odd numbers among all finger electrodes, and the plurality of finger electrodes 111K2, for example, are fingers arranged at even numbers among all finger electrodes. Electrode.
- the electrode film thickness at the intersection of the plurality of finger electrodes 111K2 and the bus bar electrode 112K is larger than the electrode film thickness of the plurality of finger electrodes 111K1 and the bus bar electrode 112K. thick.
- the finger electrodes 111K1 and 111K2 and the bus bar electrode 112K can be formed by a printing method such as screen printing, for example.
- the finger electrodes 111K1 and 111K2 and the bus bar electrode 112K are simultaneously formed using a screen mask that allows the resin-type conductive paste to pass through the mesh pattern.
- screen printing is performed a plurality of times when the finger electrodes 111K1 and 111K2 and the bus bar electrode 112K are formed.
- the bus bar electrode 112K and the finger electrode 111K1 are formed by the first screen printing.
- finger electrodes 111K2 are formed by the second screen printing.
- the film thickness of the intersections of the plurality of finger electrodes 111K2 and the bus bar electrodes 112K is the film of the bus bar electrodes 112K and the finger electrodes 111K without increasing the electrode width of the finger electrodes relative to the bus bar electrodes. It becomes thicker than the thickness.
- the thus-formed solar cell element 11K is thermocompression bonded with a tape-like or sheet-like resin material as the adhesive member 40 sandwiched between the bus bar electrode 112K and the tab wiring 20. Thereby, the tab wiring 20 and the bus bar electrode 112K are joined.
- the bus bar electrode 112K and the tab wiring 20 are in contact with each other or recently at the intersection of the finger electrode 111K2 and the bus bar electrode 112K. In other portions, the bus bar electrode 112K and the tab wiring 20 are separated via the resin material.
- the solar cell element 11K and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the electrical conduction between the bus bar electrode 112K and the tab wiring 20 is ensured, and the light shielding loss is reduced.
- the stress generated in the long direction can be relaxed. Therefore, compared with the case where the bus bar electrode 112K and the tab wiring 20 are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11K between the solar cell elements 11K is reduced. Can be reduced.
- a material of the conductive paste to be used for example, a conductive paste containing at least one of Ag, Cu, and Ni, Ag coating
- a conductive paste containing conductive particles such as Ni powder or Ag-coated Cu powder. Note that the material of the conductive paste used may not be the same for the first screen printing and the second screen printing.
- a conductive paste material (Ag paste) having a low resistivity is used in preference to the current collection efficiency
- a conductive paste material conductive paste containing Ag-coated Ni powder or Ag-coated Cu powder, etc.
- a relatively high resistivity and low cost in consideration of cost is used. It may be used.
- the solar cell elements 11 and 11A to 11K only have to have a function as a photovoltaic power, and are not limited to the structure of the solar cell element.
- the electrode configuration having the characteristics as described above is shown as being applied to the surface of the solar cell element.
- the electrode configuration having the characteristics described above is described below.
- it may be applied only to the back surface of the solar cell element or to both the front surface and the back surface.
- bus bar electrode and the finger electrode may not be a straight line but may be a curved line.
- the configuration is not limited to the matrix arrangement.
- positioning, the one-dimensional linear form, or the curve form may be sufficient.
- the following electrode structure is mentioned as a solar cell module which concerns on other embodiment. Since the basic configuration and the like of the solar cell module according to the present embodiment are the same as those according to the first to third embodiments, the description thereof will be omitted.
- the electrode configuration of the solar cell element 11G different from that of the first embodiment and The cross-sectional structure will be mainly described.
- FIG. 12 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element 11G according to another embodiment.
- the adhesive member 40 that bonds the finger electrode 111G and the tab wiring 20 is arranged so that the two bus bar electrodes 112G and the tab wiring 20 do not overlap when the light receiving surface is viewed in plan.
- the adhesive member 40 is not illustrated in the perspective plan view of FIG. 12, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11G or the tab wiring 20. Is formed in a region facing the finger electrode 111G.
- the tape-like or sheet-like resin material that is the adhesive member 40 is softened by being hot-pressed between the finger electrode 111G and the tab wiring 20, for example. Thereby, the tab wiring 20 and the finger electrode 111G are joined.
- the finger electrode 111G and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other in the overlapping portion between the tab wiring 20 and the finger electrode 111G, and in the non-overlapping portion, The tab wiring 20 and the surface of the solar cell element 11G are separated via the resin material.
- the finger electrode 111G and the tab wiring 20 are electrically connected at the overlapping portion, the received light charges generated in the solar cell element 11G and collected by the finger electrode 111G are transmitted to the tab wiring 20. Is possible. For this reason, in the non-overlapping portion, the surface of the solar cell element 11 ⁇ / b> G and the tab wiring 20 may not be bonded via the bonding member 40.
- the solar cell element 11G and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11G and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the finger electrode 111G and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction of the tab wiring 20 can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient from that of the tab wiring 20. Therefore, the stress of the tab wiring 20 between the solar cell elements 11G and the solar cell element 11G can be reduced as compared with the case where the bus bar electrode and the tab wiring are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction. .
- the bus bar electrode 112G may not be formed.
- FIG. 13 is a plan view and a cross-sectional view showing an electrode configuration of a solar cell element 11L according to another embodiment.
- the adhesive member 40 that bonds the plurality of finger electrodes 111 ⁇ / b> G and the tab wiring 20 is disposed.
- the adhesive member 40 is not shown in the perspective plan view of FIG. 13, the adhesive member 40 is formed on the entire lower surface of the tab wiring 20 facing the solar cell element 11L, or the tab wiring 20 Is formed in a region facing the finger electrode 111G.
- the finger electrode 111G and the tab wiring 20 are in contact with or closest to each other in the overlapping portion between the tab wiring 20 and the finger electrode 111G, and in the non-overlapping portion, The tab wiring 20 and the surface of the solar cell element 11L are separated via the resin material. According to the above connection configuration, even if the solar cell element 11L and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11L and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the finger electrode 111G and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction of the tab wiring 20 can be relieved by the difference in thermal expansion coefficient from that of the tab wiring 20. Therefore, the stress of the tab wiring 20 between the solar cell elements 11L and the solar cell element 11L can be reduced as compared with the case where the bus bar electrode and the tab wiring are joined by the adhesive member having a uniform thickness in the longitudinal direction. .
- the electrode width of the finger electrode 111G in the end region Ap is equal to the finger electrode 111G in the central region Ac as in the configuration of the finger electrode shown in FIG. 9B.
- the electrode width of the finger electrode 111G in the end region Ap may be greater than the thickness of the finger electrode 111G in the central region Ac.
- the distance between the tab wiring 20 and the surface of the solar cell element in the non-overlapping portion of the end region Ap is the center region Ac. It becomes larger than the distance between the tab wiring 20 and the solar cell element surface in the non-overlapping portion.
- the adhesive strength between the tab wiring 20 and the solar cell element in the non-overlapping portion of the end region Ap is lower than the adhesive strength between the tab wiring 20 and the solar cell element in the non-overlapping portion of the end region Ac. .
- the solar cell element 11L and the tab wiring 20 repeat thermal expansion and thermal contraction, the solar cell element 11L and the tab wiring are secured while ensuring electrical continuity between the finger electrode 111G and the tab wiring 20.
- the stress generated in the longitudinal direction due to the difference in thermal expansion coefficient from 20 can be relaxed in the end region Ap of the solar cell element 11L. Therefore, particularly in the end region Ap where the tab wiring 20 is susceptible to stress, the stress of the tab wiring 20 and the solar cell element 11L between the solar cell elements 11L can be more effectively reduced.
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Abstract
太陽電池モジュール(1)は、受光面に平行な方向で隣り合う2つの太陽電池素子(11)と、2つの太陽電池素子(11)の一方の表面および他方の裏面に配置され、2つの太陽電池素子(11)を電気的に接続するタブ配線(20)と、複数のフィンガー電極(111)と、フィンガー電極(111)と交差する方向に延びるように形成されたバスバー電極(112)と、バスバー電極(112)とタブ配線(20)とが平面視において重なるようにバスバー電極(112)とタブ配線(20)とを接着する接着部材(40)とを備え、バスバー電極(112)のフィンガー電極(111)と交差する交差部分(Px)は、バスバー電極(112)の隣り合う交差部分(Px)で挟まれた非交差部分(Py)よりも厚い。
Description
本発明は、太陽電池モジュールに関する。
従来、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換装置として、太陽電池モジュールの開発が進められている。太陽電池モジュールは、無尽蔵の太陽光を直接電気に変換できることから、また、化石燃料による発電と比べて環境負荷が小さくクリーンであることから、新しいエネルギー源として期待されている。
太陽電池モジュールは、例えば、表面保護部材と裏面保護部材との間に複数の太陽電池素子が充填部材で封止された構造となっている。太陽電池モジュールにおいて、複数の太陽電池素子は、マトリクス状に配置されている。行方向または列方向の一方に沿って直線状に配列された複数の太陽電池素子は、隣り合う2つの太陽電池素子同士がタブ配線によって連結されてストリングを構成している。
特許文献1では、2つの太陽電池素子を接続するタブ配線と、太陽電池素子の表面に形成されたバスバー電極との間に、複数の導電性粒子を含む樹脂からなる接続層が配置された太陽電池モジュールが提案されている。
しかしながら、従来の太陽電池モジュールでは、温度サイクルによる太陽電池素子およびタブ配線の膨張および収縮により、太陽電池素子間においてタブ配線または太陽電池素子にストレスが生じる可能性がある。
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、タブ配線および太陽電池素子のストレスを低減できる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、受光面に平行な方向で隣り合う2つの太陽電池素子と、前記2つの太陽電池素子の一方の表面および他方の裏面に配置され、前記2つの太陽電池素子を電気的に接続するタブ配線と、前記表面および前記裏面に形成され、太陽電池素子で生成された受光電荷を集電する複数のフィンガー電極と、前記表面および前記裏面であって前記複数のフィンガー電極のそれぞれと交差する方向に延びるように形成され、前記複数のフィンガー電極を電気的に接続するバスバー電極と、前記バスバー電極と前記タブ配線とが前記受光面を平面視した場合に重なるように、前記バスバー電極と前記タブ配線とを接着する接着部材とを備え、前記表面および前記裏面の少なくとも一方において、前記バスバー電極の前記フィンガー電極と交差する交差部分の膜厚は、前記バスバー電極の隣り合う前記交差部分で挟まれた部分の膜厚よりも厚い。
本発明に係る太陽電池モジュールによれば、タブ配線および太陽電池素子のストレスを低減することが可能となる。
以下では、本発明の実施の形態に係る太陽電池モジュールについて、図面を用いて詳細に説明する。以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
本明細書において、太陽電池素子の「表面」とは、その反対側の面である「裏面」に比べ、光が多く内部へ入射可能な面を意味(50%超過~100%の光が表面から内部に入射する)、し、「裏面」側から光が内部に全く入らない場合も含む。また太陽電池モジュールの「表面」とは、太陽電池素子の「表面」と対向する側の光が入射可能な面を意味し、「裏面」とはその反対側の面を意味する。また、「第1の部材上に第2の部材を設ける」などの記載は、特に限定を付さない限り、第1および第2の部材が直接接触して設けられる場合のみを意図しない。即ち、この記載は、第1および第2の部材の間に他の部材が存在する場合を含む。また、「略**」との記載は、「略同一」を例に挙げて説明すると、全く同一はもとより、実質的に同一と認められるものを含む意図である。
(実施の形態1)
[1-1.太陽電池モジュールの基本構成]
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図1を用いて説明する。
[1-1.太陽電池モジュールの基本構成]
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成の一例について、図1を用いて説明する。
図1は、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1の概観平面図である。同図に示された太陽電池モジュール1は、複数の太陽電池素子11と、タブ配線20と、わたり配線30と、枠体50とを備える。
太陽電池素子11は、受光面に2次元状に配置され、光照射により電力を発生する平板状の光起電力セルである。
タブ配線20は、太陽電池素子11の表面に配置され、列方向に隣り合う太陽電池素子11を電気的に接続する配線部材である。なお、タブ配線20は、光入射側の面に光拡散形状を有していてもよい。光拡散形状とは、光拡散機能を有する形状である。この光拡散形状により、タブ配線20上に入射した光をタブ配線20の表面で拡散し、当該拡散光を太陽電池素子11に再配光できる。
わたり配線30は、太陽電池ストリングどうしを接続する配線部材である。なお、太陽電池ストリングとは、列方向に配置されタブ配線20により接続された複数の太陽電池素子11の集合体である。なお、わたり配線30の光入射側の面に、光拡散形状が形成されていてもよい。これにより、太陽電池素子11と枠体50との間に入射した光をわたり配線30の表面で拡散し、当該拡散光を太陽電池素子11に再配光できる。
枠体50は、複数の太陽電池素子11が2次元配列されたパネルの外周部を覆う外枠部材である。
また、図示していないが、隣り合う太陽電池素子11の間に、光拡散部材が配置されていてもよい。これにより、太陽電池素子11の間の隙間領域へ入射した光を、太陽電池素子11へと再配光できるので、太陽電池素子11の集光効率が向上する。よって、太陽電池モジュール全体の光電変換効率を向上させることが可能となる。
[1-2.太陽電池素子の構造]
太陽電池モジュール1の主たる構成要素である太陽電池素子11の構造について説明する。
太陽電池モジュール1の主たる構成要素である太陽電池素子11の構造について説明する。
図2は、実施の形態1に係る太陽電池素子11の平面図である。同図に示すように、太陽電池素子11は、平面視において略正方形状である。太陽電池素子11は、例えば、縦125mm×横125mm×厚み200μmである。また、太陽電池素子11の表面上には、ストライプ状の複数のバスバー電極112が互いに平行に形成され、バスバー電極112と直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極111が互いに平行に形成されている。バスバー電極112およびフィンガー電極111は、集電極110を構成する。
集電極110は、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子などの導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。
なお、バスバー電極112の線幅は、例えば、150μmであり、フィンガー電極111の線幅は、例えば、100μm であり、フィンガー電極111のピッチは、例えば、2mmである。また、バスバー電極112の上には、タブ配線20が接合されている。
図3は、実施の形態1に係る太陽電池素子11の積層構造を表す断面図である。なお、同図は、図2における太陽電池素子11のIII-III断面図である。図3に示すように、n型単結晶シリコンウエハ101の主面上にi型非晶質シリコン膜121およびp型非晶質シリコン膜122が、この順で形成されている。n型単結晶シリコンウエハ101、i型非晶質シリコン膜121およびp型非晶質シリコン膜122は、光電変換層を形成し、n型単結晶シリコンウエハ101が主たる発電層となる。さらに、p型非晶質シリコン膜122上に、受光面電極102が形成されている。図2に示したように、受光面電極102上には、複数のバスバー電極112および複数のフィンガー電極111からなる集電極110が形成されている。なお、図3では、集電極110のうち、フィンガー電極111のみが示されている。
また、n型単結晶シリコンウエハ101の裏面には、i型非晶質シリコン膜123およびn型非晶質シリコン膜124が、この順で形成されている。さらに、n型非晶質シリコン膜124上に、受光面電極103が形成され、受光面電極103上に、複数のバスバー電極112および複数のフィンガー電極111からなる集電極110が形成されている。
なお、p型非晶質シリコン膜122がn型単結晶シリコンウエハ101の裏面側に、n型非晶質シリコン膜124がn型単結晶シリコンウエハ101の受光面側にそれぞれ形成されていてもよい。
なお、図3に示すように、裏面のフィンガー電極111のピッチは、表面のフィンガー電極のピッチよりも小さくてもよい。言い換えると、裏面のフィンガー電極111の本数は、表面のフィンガー電極の本数よりも多くてもよい。つまり、裏面に形成された集電極の面積占有率は、表面に形成された集電極の面積占有率よりも高くてもよい。ここで、集電極の面積占有率とは、平面視における太陽電池素子11の面積に対する、平面視におけるバスバー電極112およびフィンガー電極111のトータル面積の割合である。
裏面における上記電極配置の場合、裏面における集電効率は増加するが、表面に比べて遮光ロスが増加する。しかしながら、本実施の形態に係る太陽電池素子11は受光面が表面である片面受光型であるので、裏面における遮光ロスの増加が与える影響よりも、裏面における集電効率の増加が与える影響のほうが大きい。よって、太陽電池素子11の集電効果を向上させることが可能となる。
本実施の形態に係る太陽電池素子11は、pn接合特性を改善するために、n型単結晶シリコンウエハ101とp型非晶質シリコン膜122またはn型非晶質シリコン膜124との間に、i型非晶質シリコン膜121を設けた構造を有している。
本実施の形態に係る太陽電池素子11は、片面受光型であり、n型単結晶シリコンウエハ101の表面側の受光面電極102が受光面となる。n型単結晶シリコンウエハ101において発生したキャリアは、光電流として表面側および裏面側の受光面電極102および103に拡散し、集電極110で収集される。
受光面電極102および103は、例えば、ITO(インジウム錫酸化物)、SnO2(酸化錫)、ZnO(酸化亜鉛)などからなる透明電極である。なお、裏面側の受光面電極103は、透明でない金属電極であってもよい。また、裏面側の集電極としては、集電極110の代わりに、受光面電極103上の全面に形成された電極を用いてもよい。
なお、本実施の形態に係る太陽電池素子は、両面受光型であってもよい。この場合には、n型単結晶シリコンウエハ101の表面側の受光面電極102および裏面側の受光面電極103がそれぞれ受光面となる。n型単結晶シリコンウエハ101において発生したキャリアは、光電流として表面側および裏面側の受光面電極102及び103に拡散し、集電極110で収集される。また、受光面電極102及び103は、透明電極である。
[1-3.太陽電池モジュールの構造]
次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1の具体的構造について説明する。
次に、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1の具体的構造について説明する。
図4は、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1の列方向における構造断面図である。具体的には、図4は、図1の太陽電池モジュール1におけるIV-IV断面図である。同図に示された太陽電池モジュール1は、表面および裏面に集電極110が形成された太陽電池素子11と、タブ配線20と、接着部材40と、表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bと、表面保護部材80および裏面保護部材90とを備える。
タブ配線20は、長尺状の導電性配線であって、例えば、リボン状の金属箔である。タブ配線20は、例えば、銅箔や銀箔等の金属箔の表面全体を銀または半田等で被覆したものを所定の長さに短冊状に切断することによって作製することができる。列方向に隣接する2つの太陽電池素子11において、一方の太陽電池素子11の表面に配置されたタブ配線20は、他方の太陽電池素子11の裏面にも配置される。より具体的には、タブ配線20の一端部の下面は、一方の太陽電池素子11の表面側のバスバー電極112(図2参照)に、バスバー電極112の長尺方向にそって接合される。また、タブ配線20の他端部の上面は、他方の太陽電池素子11の裏面側のバスバー電極に、バスバー電極112の長尺方向にそって接合される。これにより、列方向に配置された複数の太陽電池素子11からなる太陽電池ストリングは、当該複数の太陽電池素子11が列方向に直列接続された構成となっている。
タブ配線20とバスバー電極112(図2参照)とは、接着部材40により接合される。つまり、接着部材40は、バスバー電極112とタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112とタブ配線20とを接着する。これにより、タブ配線20は、接着部材を介して太陽電池素子11に接続される。
接着部材40としては、例えば、導電性接着ペースト、導電性接着フィルム、異方性導電フィルム、又は導電性粘着テープ等を用いることができる。導電性接着剤ペーストは、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂またはウレタン樹脂等の熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させたペースト状の接着剤である。導電性接着フィルムおよび異方性導電フィルムは、熱硬化型の接着性樹脂材料に導電性粒子を分散させてフィルム状に形成されたものである。また、接着部材40としては、非導電性の接着剤を用いることも可能である。この場合には、樹脂接着剤の塗布厚みを適切に設計することにより、熱圧着時の加圧時に樹脂接着剤が軟化し、バスバー電極112の表面とタブ配線20とを直接接触させて電気的に接続させることができる。
この構成により、複数のフィンガー電極111は、太陽電池素子11で生成された受光電荷を集電し、バスバー電極112は、複数のフィンガー電極111のそれぞれと交差する方向に延びるように形成され、当該受光電荷をタブ配線20に伝達する。
また、図4に示すように、複数の太陽電池素子11の表面側には表面保護部材80が配設され、裏面側には裏面保護部材90が配設されている。そして、複数の太陽電池素子11を含む面と表面保護部材80との間には表面充填部材70Aが配置され、複数の太陽電池素子11を含む面と裏面保護部材90との間には裏面充填部材70Bが配置されている。表面保護部材80および裏面保護部材90は、それぞれ、表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bにより固定されている。
表面保護部材80は、太陽電池素子11の表面側に配置された保護部材である。表面保護部材80は、太陽電池モジュール1の内部を風雨や外部衝撃、火災などから保護し、太陽電池モジュール1の屋外暴露における長期信頼性を確保するための部材である。この観点から表面保護部材80は、例えば、透光性および遮水性を有するガラス、フィルム状または板状の硬質の透光性および遮水性を有する樹脂部材などを用いることができる。
裏面保護部材90は、太陽電池素子11の裏面側に配置された保護部材である。裏面保護部材90は、太陽電池モジュール1の裏面を外部環境から保護する部材であり、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂フィルム、または、Al箔を樹脂フィルムでサンドイッチした構造を有する積層フィルムなどを用いることができる。
表面充填部材70Aは、複数の太陽電池素子11と表面保護部材80との間の空間に充填された充填材であり、裏面充填部材70Bは、複数の太陽電池素子11と裏面保護部材90との間の空間に充填された充填材である。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bは、太陽電池素子11を外部環境から遮断するための封止機能を有している。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bの配置により、屋外設置が想定される太陽電池モジュール1の高耐熱性および高耐湿性を確保することが可能となる。
表面充填部材70Aは、封止機能を有する透光性の高分子材料からなる。表面充填部材70Aの高分子材料は、例えば、エチレンビニルアセテート(EVA)等の透光性樹脂材料が挙げられる。
裏面充填部材70Bは、封止機能を有する高分子材料からなる。ここで、裏面充填部材70Bは、例えば、白色加工されている。裏面充填部材70Bの高分子材料は、例えば、EVA等が白色加工された樹脂材料が挙げられる。
なお、製造工程の簡素化および表面充填部材70Aと裏面充填部材70Bとの界面の密着性といった観点から、表面充填部材70Aと裏面充填部材70Bとは、同じ材料系であることが好ましい。表面充填部材70Aおよび裏面充填部材70Bは、複数の太陽電池素子11(セルストリング)を挟んだ2つの樹脂シート(透光性のEVAシートと白色加工されたEVAシート)をラミネート処理(ラミネート加工)することで形成される。
[1-4.タブ配線と太陽電池素子との接着構造]
図5Aは、実施の形態1に係る太陽電池素子11の列方向における構造断面図である。より具体的には、図5Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した断面図である。同図に示すように、バスバー電極112とタブ配線20とは、接着部材40により接着されている。
図5Aは、実施の形態1に係る太陽電池素子11の列方向における構造断面図である。より具体的には、図5Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した断面図である。同図に示すように、バスバー電極112とタブ配線20とは、接着部材40により接着されている。
また、図5Bは、従来の太陽電池素子の列方向における構造断面図である。図5Bに示すように、従来の太陽電池モジュールでは、太陽電池素子11とタブ配線20とが、接着部材540により、タブ配線20の長尺方向における太陽電池素子11の全域にわたり一様に接着されている。このため、温度サイクルにより太陽電池素子11およびタブ配線20が膨張および収縮を繰り返すと、太陽電池セル間においてタブ配線20または太陽電池セルにストレスが生じる可能性がある。
これに対して、本実施の形態に係る太陽電池モジュール1では、バスバー電極112とフィンガー電極111とが交差する交差部分Pxにおけるバスバー電極112の膜厚は、隣り合う交差部分Pxで挟まれたバスバー電極112の非交差部分Pyの膜厚よりも厚いことを特徴とする。この構成によれば、バスバー電極112とタブ配線20とは、交差部分Pxで最近接して電気的に導通状態となり、非交差部分Pyではバスバー電極112とタブ配線20とは接着部材40を介して離間する。つまり、バスバー電極112とタブ配線20とは、バスバー電極112の長尺方向に断続的に接触または最近接することとなる。言い換えれば、非交差部分Pyにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間に介在する樹脂材料(接着部材40)の量(厚さ)は、交差部分Pxにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間に介在する接着部材40の量(厚さ)よりも多い(厚い)。このため、太陽電池素子11およびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、非交差部分Pyにより緩和できる。よって、太陽電池素子間のタブ配線20および太陽電池素子のストレスを低減できる。
なお、バスバー電極112とタブ配線20とが交差部分Pxで電気的に導通していれば、太陽電池素子11内部で生成されフィンガー電極111で集電された受光電荷をタブ配線20に伝達することが可能である。よって、非交差部分Pyでは、バスバー電極112とタブ配線20とは、接着部材40を介して接着されていなくてもよい。
図5Cは、実施の形態1に係る太陽電池素子の列方向における構造断面の変形例を示す図である。同図に示されたように、例えば、接着部材40が樹脂からなる非導電性の接着剤である場合には、交差部分Pxにてバスバー電極112の表面とタブ配線20とを直接接触させて電気的に接続させればよい。これにより、バスバー電極112とタブ配線20とは、タブ配線20の長尺方向に断続的に接触することとなり、交差部分Pxにて電気的接続を確保しつつ、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、非交差部分Pyにより緩和できる。
また、非交差部分Pyにおけるバスバー電極112とタブ配線20との間には、接着部材40が介在しているのではなく、表面充填部材70Aまたは裏面充填部材70Bが介在していてもよい。
[1-5.実施の形態1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図6は、実施の形態1に係る太陽電池素子11Aの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図6は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図6は、実施の形態1に係る太陽電池素子11Aの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図6は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図6の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Aの表面には、バスバー電極112Aと、バスバー電極112Aと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Aとが配置されている。また、バスバー電極112Aとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Aとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図6の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Aと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aと対向する領域に形成されている。
ここで、バスバー電極112Aとフィンガー電極111Aとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Aの電極幅W1sは、フィンガー電極111Aの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広い。
フィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aは、前述したように、例えば、樹脂材料をバインダとし、銀粒子などの導電性粒子をフィラーとした熱硬化型である樹脂型導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷などの印刷法により形成される。この場合、フィンガー電極111Aおよびバスバー電極112Aは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。このため、スクリーンマスクの線幅を相対的に広くすると、印刷形成された電極の線幅が相対的に広くなるとともに、膜厚を相対的に厚くすることが可能である。ここで、電極の膜厚を制御する手法としては、例えば、スクリーン印刷時に使用されるスクリーン版のメッシュ、および、乳剤の仕様を調整した上で乳剤の開口を狭くする、または、広くすることにより、ペースト吐出量を減らす、または、増やすことが挙げられる。これにより、電極の膜厚を薄くする、または、厚くするという制御を積極的に実行することが可能となる。
フィンガー電極111Aの交差部分Pxおよび非交差部分Pzにおける電極幅の差異(W1s>W1n)、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Aの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111Aの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図6の断面図に示すように、バスバー電極112Aの交差部分Pxは、バスバー電極112Aの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Aとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Aとが接合される。
バスバー電極112Aの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Aとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Aとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Aおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Aとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Aとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Aとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11A間のタブ配線20および太陽電池素子11Aのストレスを低減できる。
なお、図6において、隣り合うフィンガー電極111Aの間に、フィンガー電極111Aと平行な方向に延び、バスバー電極112Aと交差し、フィンガー電極111Aよりも短い電極群が配置されていてもよい。この電極群は、タブ配線20と太陽電池素子11Aとの接着を補強するためのものであるが、当該電極群をフィンガー電極111Aとみなしてもよい。つまり、バスバー電極112と電極群とが交差する交差部分におけるバスバー電極112の膜厚は、隣り合う交差部分で挟まれたバスバー電極112の非交差部分の膜厚よりも厚くてもよい。これにより、上記交差部分にて電気的接続を確保しつつ、太陽電池素子11とタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を、上記非交差部分により緩和できる。また、以降の実施の形態およびその変形例においても、同様に、複数のフィンガー電極の間に配置された電極群をフィンガー電極とみなすことが可能であり、同様の効果を奏することが可能となる。
また、図6において、交差部分Pxのフィンガー電極111Aの延伸方向の長さは、タブ配線20の幅より大きくても小さくてもよい。但し、交差部分Pxが太陽電池素子11Aに入射する光を遮らないように、交差部分Pxの上記延伸方向の長さは、タブ配線20の幅よりも小さい(交差部分Pxがタブ配線20に覆われる)ことが好ましい。
[1-6.実施の形態1の変形例1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図7は、実施の形態1の変形例1に係る太陽電池素子11Bの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図7は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Bの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、バスバー電極112Bの構成のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図7は、実施の形態1の変形例1に係る太陽電池素子11Bの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図7は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Bの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、バスバー電極112Bの構成のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図7の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Bの表面には、バスバー電極112Bと、バスバー電極112Bと交差し互いに平行な複数のフィンガー電極111Bとが配置されている。また、バスバー電極112Bとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Bとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図7の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Bと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Bおよびバスバー電極112Bと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112Bは、タブ配線20が配置された長尺方向に平行な直線形状ではなく、当該長尺方向に対して斜め方向に延びる成分を有し、フィンガー電極111Bと交差するごとに当該斜め方向を転換するジグザグ形状を有している。
ここで、バスバー電極112Bとフィンガー電極111Bとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Bの電極幅W1sは、フィンガー電極111Bの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広い。
フィンガー電極111Bの、交差部分Pxおよび非交差部分Pzの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Bの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111Bの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図7の断面図に示すように、バスバー電極112Bの交差部分Pxは、バスバー電極112Bの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Bの長尺方向における上記膜厚分布によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Bとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Bとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介在して離間している。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Bおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Bとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Bとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、太陽電池素子11B間のタブ配線20および太陽電池素子11Bのストレスを低減できる。
[1-7.実施の形態1の変形例2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図8は、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池素子11Cの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図8は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Cの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、特徴的な電極構成が形成された領域をセル端部領域に特定している点のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図8は、実施の形態1の変形例2に係る太陽電池素子11Cの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図8は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Cの電極構成は、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と比較して、特徴的な電極構成が形成された領域をセル端部領域に特定している点のみが異なる。以下では、図6に示された太陽電池素子11Aの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図8の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Cの表面には、バスバー電極112Cと、バスバー電極112Cと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111CCおよび111CPとが配置されている。また、バスバー電極112Cとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Cとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図8の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Cと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111CC、1111CP、およびバスバー電極112Aと対向する領域に形成されている。
フィンガー電極111CCは、太陽電池素子11Cの中央領域Acに形成されており、フィンガー電極111CPは、太陽電池素子11Cの端部領域Apに形成されている。
ここで、バスバー電極112Cとフィンガー電極111CPとの交差部分Pxにおけるフィンガー電極111CPの電極幅W1psは、フィンガー電極111CPの他の部分である非交差部分Pzの電極幅W1pnよりも広い。
フィンガー電極111CPの、交差部分Pxおよび非交差部分Pzの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおいて、フィンガー電極111CPの交差部分Pxにおける膜厚は、フィンガー電極111CPの非交差部分Pzにおける膜厚よりも厚くなる。
よって、図8の断面図に示すように、端部領域Apにおけるバスバー電極112Cの交差部分Pxは、バスバー電極112Cの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Cの長尺方向における上記膜厚分布によれば、端部領域Apにおける交差部分Pxでは、バスバー電極112Cとタブ配線20とが接触または最近接し、端部領域Apにおける非交差部分Pyでは、バスバー電極112Cとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Bおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Bとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Bとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Cの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11C間のタブ配線20および太陽電池素子11Cのストレスをより効果的に低減できる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る太陽電池モジュールでは、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1と同様に、バスバー電極のフィンガー電極と交差する交差部分Pxがバスバー電極の非交差部分Pyよりも厚いことを特徴とする。これを実現するため、実施の形態1では、交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Aの電極幅W1sを、フィンガー電極111Aの非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広くしている。これに対して、本実施の形態では、バスバー電極の電極幅を、フィンガー電極の電極幅よりも狭くしている。
本実施の形態に係る太陽電池モジュールでは、実施の形態1に係る太陽電池モジュール1と同様に、バスバー電極のフィンガー電極と交差する交差部分Pxがバスバー電極の非交差部分Pyよりも厚いことを特徴とする。これを実現するため、実施の形態1では、交差部分Pxにおけるフィンガー電極111Aの電極幅W1sを、フィンガー電極111Aの非交差部分Pzの電極幅W1nよりも広くしている。これに対して、本実施の形態では、バスバー電極の電極幅を、フィンガー電極の電極幅よりも狭くしている。
本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成などは、実施の形態1に係るそれらと同様であるため説明を省略し、以下、実施の形態1と異なる太陽電池素子11Dの電極構成および断面構造を中心に説明する。
[2-1.実施の形態2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Aは、実施の形態2に係る太陽電池素子11Dの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図9Aは、実施の形態2に係る太陽電池素子11Dの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図9Aの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Dの表面には、バスバー電極112Dと、バスバー電極112Dと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Dとが配置されている。また、バスバー電極112Dとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Dとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Aの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Dと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dと対向する領域に形成されている。
ここで、バスバー電極112Dの電極幅W2nは、フィンガー電極111Dの電極幅W1nよりも狭い。
フィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111Dおよびバスバー電極112Dは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。このため、スクリーンマスクの線幅を相対的に広くすると、印刷形成された電極の線幅が相対的に広くなるとともに、膜厚も相対的に厚くなる。
バスバー電極112Dとフィンガー電極111Dとの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Dの膜厚は、バスバー電極112Dの膜厚よりも厚くなる。
よって、図9Aの断面図に示すように、バスバー電極112Dの交差部分Pxは、バスバー電極112Dの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Dとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Dとが接合される。
バスバー電極112Dの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Dとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Dとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Dおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Dとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Dとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Dとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11D間のタブ配線20および太陽電池素子11Dのストレスを低減できる。
[2-2.実施の形態2の変形例1に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Bは、実施の形態2の変形例1に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Bは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Hの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Bは、実施の形態2の変形例1に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Bは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Hの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Bの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Hの表面には、バスバー電極112Hと、バスバー電極112Hと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111HCおよび111HPとが配置されている。また、バスバー電極112Hとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Hとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Bの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Hと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111HC、1111HP、およびバスバー電極112Hと対向する領域に形成されている。
フィンガー電極111HCは、太陽電池素子11Hの中央領域Acに形成されており、フィンガー電極111HPは、太陽電池素子11Hの端部領域Apに形成されている。
ここで、フィンガー電極111HPの電極幅W1npは、フィンガー電極111HCの電極幅W1ncよりも広い。
フィンガー電極111HPおよび111HCの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおけるフィンガー電極111HPとバスバー電極112Hとの交差部分Pxpにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111HCとバスバー電極112Hとの交差部分Pxcにおける電極膜厚よりも厚くなる。
上記電極膜厚の関係を有するバスバー電極112Hに対して、タブ配線20を接着した場合、図9Bの断面図に示すような断面構造となる。つまり、端部領域Apにおけるフィンガー電極111HPとバスバー電極112Hとの非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111HCとバスバー電極112Hとの非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離よりも大きくなる。
また、図9Bの下段には、非交差部分PypおよびPycをフィンガー電極の延伸方向で切断した断面図が表されている。ここで、(1)非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離が非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの距離よりも大きいこと、および、(2)非交差部分Pypにおける接着部材40の断面積Spと、非交差部分Pycにおける接着部材40の断面積Scとが等しい、ことから、非交差部分Pypにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wp40は、非交差部分Pycにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wc40よりも狭くなる。
よって、端部領域Apにおける非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの接着強度は、端部領域Acにおける非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112Hとの接着強度よりも低くなる。
タブ配線20とバスバー電極112Hとの上記接着構造によれば、交差部分PxpおよびPxcでは、バスバー電極112Hとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分PypおよびPycでは、バスバー電極112Hとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。さらに、非交差部分Pypのほうが非交差部分Pycよりも上記接着強度は低い。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Hおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Hとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Hとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Hの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11H間のタブ配線20および太陽電池素子11Hのストレスをより効果的に低減できる。
[2-3.実施の形態2の変形例2に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図9Cは、実施の形態2の変形例2に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Cは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Jの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Cは、実施の形態2の変形例2に係る太陽電池素子の電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図9Cは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Jの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、特徴的な電極構成を、セル端部領域とセル中央領域とで異ならせている点が異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図9Cの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Jの表面には、バスバー電極112JCおよび112JPと、バスバー電極112JCまたは112JPと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Jとが配置されている。また、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図9Cの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Jと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111J、ならびに、バスバー電極112JCおよび112JPと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112JCは、太陽電池素子11Jの中央領域Acに形成されており、バスバー電極112JPは、太陽電池素子11Jの端部領域Apに形成されている。
ここで、バスバー電極112JPの電極幅W2npは、バスバー電極112JCの電極幅W2ncよりも狭い。
バスバー電極112JCおよび112JPの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JPとの交差部分Pxpにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JCとの交差部分Pxcにおける電極膜厚よりも薄くなる。また、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JPとの非交差部分Pypにおける電極膜厚は、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Jとバスバー電極112JCとの非交差部分Pycにおける電極膜厚よりも薄くなる。
上記電極膜厚の関係を有するバスバー電極112JCおよび112JPに対して、タブ配線20を接着した場合、図9Cの断面図に示すような断面構造となる。
また、図9Cの下段には、非交差部分PypおよびPycをフィンガー電極の延伸方向で切断した断面図が表されている。ここで、(1)非交差部分Pypにおけるバスバー電極112JPの断面積が非交差部分Pycにおけるバスバー電極112JCの断面積よりも小さいこと、および、(2)非交差部分Pypにおける接着部材40の断面積Spと、非交差部分Pycにおける接着部材40の断面積Scとが等しい、ことから、非交差部分Pypにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wp40は、非交差部分Pycにおけるタブ配線20と接着部材40との上記延伸方向における接着幅Wc40よりも狭くなる。
よって、端部領域Apの非交差部分Pypにおけるタブ配線20とバスバー電極112JPとの接着強度は、端部領域Acの非交差部分Pycにおけるタブ配線20とバスバー電極112JCとの接着強度よりも低くなる。
タブ配線20とバスバー電極112JCおよび112JPとの上記接着構造によれば、交差部分PxpおよびPxcでは、バスバー電極112JPおよび112JCとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分PypおよびPycでは、バスバー電極112JPおよび112JCとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間している。さらに、非交差部分Pypのほうが非交差部分Pycよりも上記接着強度は低い。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Jおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112JCおよび112JPとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Jとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Jの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11J間のタブ配線20および太陽電池素子11Jのストレスをより効果的に低減できる。
[2-4.実施の形態2の変形例3に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図10は、実施の形態2の変形例3に係る太陽電池素子11Eの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図10は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Eの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、バスバー電極112Eの配置構成のみが異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図10は、実施の形態2の変形例3に係る太陽電池素子11Eの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図10は、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。本変形例に係る太陽電池素子11Eの電極構成は、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と比較して、バスバー電極112Eの配置構成のみが異なる。以下では、図9Aに示された太陽電池素子11Dの電極構成と同じ点は説明を省略し、異なる点を中心に説明する。
図10の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Eの表面には、バスバー電極112Eと、バスバー電極112Eと交差し互いに平行な複数のフィンガー電極111Eとが配置されている。また、バスバー電極112Eとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Eとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図10の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Eと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Eおよびバスバー電極112Eと対向する領域に形成されている。
バスバー電極112Eは、タブ配線20が配置された長尺方向に延びる、互いに平行な2本の配線で形成されている。
ここで、バスバー電極112Eを形成する2本の配線のそれぞれの電極幅W2nは、フィンガー電極111Eの電極幅W1nよりも広い。
バスバー電極112Eを形成する配線とフィンガー電極111Eとの電極幅の差異、および、スクリーン印刷による電極幅と膜厚との相関関係により、フィンガー電極111Eの膜厚は、バスバー電極112Eを形成する配線の膜厚よりも厚くなる。
よって、図10の断面図に示すように、バスバー電極112Eの交差部分Pxは、バスバー電極112Eの非交差部分Pyよりも厚くなる。
バスバー電極112Eの長尺方向における上記膜厚分布によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Eとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Eとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介在して離間している。
さらに、バスバー電極112Eの電極幅をフィンガー電極111Eの電極幅よりも狭くした分、バスバー電極112Eを形成する配線を複数配置することにより、バスバー電極112Eの導電率を向上させることが可能となる。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Eおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Eとタブ配線20との電気的導通を確保し、バスバー電極112Eの導電率を向上させつつ、太陽電池素子11Eとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、太陽電池素子11E間のタブ配線20および太陽電池素子11Eのストレスを低減できる。
(実施の形態3)
[3-1.実施の形態3に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図11Aは、実施の形態3に係る太陽電池素子11Fの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図11Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
[3-1.実施の形態3に係る集電極とタブ配線との接続構成]
図11Aは、実施の形態3に係る太陽電池素子11Fの電極構成を示す平面図および断面図である。より具体的には、図11Aは、図4の構造断面図における太陽電池素子11の表面付近を拡大した透視平面図および断面図である。
図11Aの透視平面図に示すように、太陽電池素子11Fの表面には、バスバー電極112Fと、バスバー電極112Fと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Fとが配置されている。また、バスバー電極112Fとタブ配線20とが受光面を平面視した場合に重なるように、バスバー電極112Fとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図11Aの透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Fと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fと対向する領域に形成されている。
ここで、複数のフィンガー電極111Fの膜厚t1nは、バスバー電極112Fの膜厚t2nよりも厚い。
フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。本実施の形態では、フィンガー電極111Fおよびバスバー電極112Fの形成にあたり、複数回のスクリーン印刷が実行されている。例えば、1回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112Fおよび1層目のフィンガー電極111F1を形成する。その後、2回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112F上には電極層を形成せず、1層目のフィンガー電極111F1上のみに、2層目のフィンガー電極111F2を形成する。
上記製法により、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くすることなく、フィンガー電極111Fの膜厚は、バスバー電極112Fの膜厚よりも厚くなる。よって、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くした場合と比較して、遮光ロスを低減することが可能となる。
よって、図11Aの断面図に示すように、バスバー電極112Fの交差部分Pxは、バスバー電極112Fの非交差部分Pyよりも厚くなる。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、バスバー電極112Fとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Fとが接合される。
バスバー電極112Fの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、交差部分Pxでは、バスバー電極112Fとタブ配線20とが接触または最近接し、非交差部分Pyでは、バスバー電極112Fとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Fおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Fとタブ配線20との電気的導通を確保し、また遮光ロスを低減しつつ、上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Fとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11F間のタブ配線20および太陽電池素子11Fのストレスを低減できる。
[3-2.実施の形態3の変形例に係る集電極の形成工程]
本変形例では、実施の形態3で示した集電極のスクリーン印刷法と異なる工程を有するスクリーン印刷法を説明する。
本変形例では、実施の形態3で示した集電極のスクリーン印刷法と異なる工程を有するスクリーン印刷法を説明する。
図11Bは、実施の形態3の変形例に係る太陽電池素子11Kの電極形成工程を示す図である。太陽電池素子11Kを平面視した場合の電極構成は、実施の形態3に係る太陽電池素子11Fを平面視した場合の電極構成と同じである。
図11Bに示すように、太陽電池素子11Kの表面には、バスバー電極112Kと、バスバー電極112Kと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111K1および111K2とが配置されている。複数のフィンガー電極111K1は、例えば、全てのフィンガー電極のうち、奇数番目に配置されたフィンガー電極であり、複数のフィンガー電極111K2は、例えば、全てのフィンガー電極のうち、偶数番目に配置されたフィンガー電極である。
ここで、図11BのA-A断面図に示すように、複数のフィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分の電極膜厚は、複数のフィンガー電極111K1およびバスバー電極112Kの電極膜厚よりも厚い。
フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kは、例えば、スクリーン印刷などの印刷法により形成することができる。この場合、フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kは、メッシュパターンにより樹脂型導電性ペーストを透過させるスクリーンマスクを用いて同時形成される。本変形例では、フィンガー電極111K1および111K2ならびにバスバー電極112Kの形成にあたり、複数回のスクリーン印刷が実行されている。例えば、1回目のスクリーン印刷で、バスバー電極112Kおよびフィンガー電極111K1を形成する。その後、2回目のスクリーン印刷で、フィンガー電極111K2を形成する。
上記製法により、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くすることなく、複数のフィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分の膜厚は、バスバー電極112Kおよびフィンガー電極111Kの膜厚よりも厚くなる。
よって、フィンガー電極の電極幅をバスバー電極に対して相対的に広くした場合と比較して、遮光ロスを低減することが可能となる。
このようにして形成された太陽電池素子11Kに、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料を、バスバー電極112Kとタブ配線20との間に挟んで熱圧着する。これにより、タブ配線20とバスバー電極112Kとが接合される。
バスバー電極112Kの長尺方向における上記膜厚分布、および、樹脂材料による上記接合方法によれば、フィンガー電極111K2とバスバー電極112Kとの交差部分では、バスバー電極112Kとタブ配線20とが接触または最近接し、それ以外の部分では、バスバー電極112Kとタブ配線20とは、上記樹脂材料を介して離間する。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Kおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、バスバー電極112Kとタブ配線20との電気的導通を確保し、また遮光ロスを低減しつつ、上記長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極112Kとタブ配線20とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11K間のタブ配線20および太陽電池素子11Kのストレスを低減できる。
なお、実施の形態3およびその変形例に係る太陽電池素子の電極形成工程において、使用する導電性ペーストの材料としては、例えば、Ag、Cu、Niの少なくとも1つを含む導電性ペースト、AgコートNi粉末、または、AgコートCu粉末等の導電性粒子を含む導電性ペーストなどが挙げられる。なお、1回目のスクリーン印刷と2回目のスクリーン印刷とで、使用する導電性ペーストの材料を同一にしなくてもよい。例えば、バスバー電極およびフィンガー電極(の一部)が形成される1回目のスクリーン印刷では、集電効率を優先して抵抗率の低い導電性ペースト材料(Agペースト)を用い、フィンガー電極(の一部)のみが形成される2回目のスクリーン印刷では、コストを考慮して相対的に抵抗率が高く安価な導電性ペースト材料(AgコートNi粉末またはAgコートCu粉末等を含む導電性ペースト)を用いてもよい。
(その他の実施の形態)
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施の形態1~3およびそれらの変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態およびそれらの変形例に限定されるものではない。
以上、本発明に係る太陽電池モジュールについて、実施の形態1~3およびそれらの変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態およびそれらの変形例に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態1~3およびそれらの変形例では、太陽電池素子11、11A~11Kは、光起電力としての機能を有するものであればよく、太陽電池素子の構造に限定されない。
また、上記実施の形態1~3およびそれらの変形例では、上述したような特徴を有する電極構成が、太陽電池素子の表面に施されている態様を示したが、上記特徴を有する電極構成は、太陽電池素子の裏面のみ、または、表面および裏面の双方に施されていてもよい。
また、バスバー電極およびフィンガー電極は、直線でなくてもよく曲線であってもよい。
上記実施の形態に係る太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池素子が面上に行列状配置された構成を示したが、行列状配置に限られない。例えば、円環状配置や1次元の直線状または曲線状に配置された構成であってもよい。
その他、上記実施の形態1~3およびそれらの変形例に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態1~3およびそれらの変形例における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
なお、その他の実施の形態に係る太陽電池モジュールとして、以下のような電極構成が挙げられる。本実施の形態に係る太陽電池モジュールの基本構成などは、実施の形態1~3に係るそれらと同様であるため説明を省略し、以下、実施の形態1と異なる太陽電池素子11Gの電極構成および断面構造を中心に説明する。
図12は、その他の実施の形態に係る太陽電池素子11Gの電極構成を示す平面図および断面図である。
図12の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Gの表面には、2本の平行なバスバー電極112Gと、バスバー電極112Gと直交し互いに平行な複数のフィンガー電極111Gとが配置されている。ただし、2本のバスバー電極112Gとタブ配線20とは、受光面を平面視した場合に重ならないように、フィンガー電極111Gとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図12の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Gと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Gと対向する領域に形成されている。
前述したように、接着部材40であるテープ状またはシート状の樹脂材料は、例えば、フィンガー電極111Gとタブ配線20との間に挟んで熱圧着されることで軟化する。これにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとが接合される。
タブ配線20とフィンガー電極111Gとを上記樹脂材料により接合することにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとの重複部分では、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが接触または最近接し、非重複部分では、タブ配線20と太陽電池素子11Gの表面とが、上記樹脂材料を介して離間する。なお、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが上記重複部分で電気的に導通していれば、太陽電池素子11G内部で生成されフィンガー電極111Gで集電された受光電荷をタブ配線20に伝達することが可能である。このため、非重複部分では、太陽電池素子11Gの表面とタブ配線20とは、接着部材40を介して接着されていなくてもよい。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Gおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Gとタブ配線20との熱膨張係数の差によりタブ配線20の長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極とタブ配線とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11G間のタブ配線20および太陽電池素子11Gのストレスを低減できる。
なお、図12において、バスバー電極112Gが形成されていない構成であってもよい。
図13は、その他の実施の形態に係る太陽電池素子11Lの電極構成を示す平面図および断面図である。
図13の透視平面図に示すように、太陽電池素子11Lの表面には、バスバー電極がなく、互いに平行な複数のフィンガー電極111Gが配置されている。図13の断面図に示すように、複数のフィンガー電極111Gとタブ配線20とを接着する接着部材40が配置されている。なお、図13の透視平面図には、接着部材40は図示されていないが、接着部材40は、太陽電池素子11Lと対向するタブ配線20の下面全体に形成されている、または、タブ配線20の下面のうちフィンガー電極111Gと対向する領域に形成されている。
タブ配線20とフィンガー電極111Gとを上記樹脂材料により接合することにより、タブ配線20とフィンガー電極111Gとの重複部分では、フィンガー電極111Gとタブ配線20とが接触または最近接し、非重複部分では、タブ配線20と太陽電池素子11Lの表面とが、上記樹脂材料を介して離間する。上記接続構成によれば、太陽電池素子11Lおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Lとタブ配線20との熱膨張係数の差によりタブ配線20の長尺方向に発生する応力を緩和できる。よって、バスバー電極とタブ配線とが上記長尺方向にわたり均一な厚みを有する接着部材により接合されている場合に比べて、太陽電池素子11L間のタブ配線20および太陽電池素子11Lのストレスを低減できる。
さらに、図13に記載された太陽電池素子11Lの電極構成に加え、図9Bに示すフィンガー電極の構成のように、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Gの電極幅が、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Gの電極幅よりも広くてもよい、または、端部領域Apにおけるフィンガー電極111Gの膜厚が、中央領域Acにおけるフィンガー電極111Gの膜厚よりも厚くてもよい。
上記電極膜厚の関係を有するフィンガー電極111Gに対して、タブ配線20を接着した場合、端部領域Apの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子表面との距離は、中央領域Acの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子表面との距離よりも大きくなる。
よって、端部領域Apの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子との接着強度は、端部領域Acの上記非重複部分におけるタブ配線20と太陽電池素子との接着強度よりも低くなる。
上記接続構成によれば、太陽電池素子11Lおよびタブ配線20が熱膨張および熱収縮を繰り返しても、フィンガー電極111Gとタブ配線20との電気的導通を確保しつつ、太陽電池素子11Lとタブ配線20との熱膨張係数の差により上記長尺方向に発生する応力を太陽電池素子11Lの端部領域Apにて緩和できる。よって、特に、タブ配線20がストレスを受け易い端部領域Apにおいて、太陽電池素子11L間のタブ配線20および太陽電池素子11Lのストレスをより効果的に低減できる。
1 太陽電池モジュール
11、11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11J、11K、11L 太陽電池素子
20 タブ配線
40 接着部材
111、111A、111B、111C、111CC、111CP、111D、111E、111F、111F1、111F2、111G、111HC、111HP、111J、111K1、111K2 フィンガー電極
112、112A、112B、112C、112D、112E、112F、112G、112H、112JC、112JP、112K バスバー電極
11、11A、11B、11C、11D、11E、11F、11G、11H、11J、11K、11L 太陽電池素子
20 タブ配線
40 接着部材
111、111A、111B、111C、111CC、111CP、111D、111E、111F、111F1、111F2、111G、111HC、111HP、111J、111K1、111K2 フィンガー電極
112、112A、112B、112C、112D、112E、112F、112G、112H、112JC、112JP、112K バスバー電極
Claims (9)
- 受光面に平行な方向で隣り合う2つの太陽電池素子と、
前記2つの太陽電池素子の一方の表面および他方の裏面に配置され、前記2つの太陽電池素子を電気的に接続するタブ配線と、
前記表面および前記裏面に形成され、太陽電池素子で生成された受光電荷を集電する複数のフィンガー電極と、
前記表面および前記裏面であって前記複数のフィンガー電極のそれぞれと交差する方向に延びるように形成され、前記複数のフィンガー電極を電気的に接続するバスバー電極と、
前記バスバー電極と前記タブ配線とが前記受光面を平面視した場合に重なるように、前記バスバー電極と前記タブ配線とを接着する接着部材とを備え、
前記表面および前記裏面の少なくとも一方において、前記バスバー電極の前記フィンガー電極と交差する交差部分の膜厚は、前記バスバー電極の隣り合う前記交差部分で挟まれた部分の膜厚よりも厚い
太陽電池モジュール。 - 前記交差部分における前記フィンガー電極の電極幅は、前記フィンガー電極の他の部分の電極幅よりも広い
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 - 前記バスバー電極の電極幅は、前記フィンガー電極の電極幅よりも狭い
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 - 前記複数のフィンガー電極の膜厚は、前記バスバー電極の膜厚よりも厚い
請求項1に記載の太陽電池モジュール。 - 前記表面および前記裏面の少なくとも一方の端部領域において、前記バスバー電極の前記交差部分の膜厚は、前記バスバー電極の隣り合う前記交差部分で挟まれた部分の膜厚よりも厚い
請求項1~4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記表面および前記裏面の少なくとも一方の中央領域および端部領域のうちの端部領域のみにおいて、前記バスバー電極の前記交差部分の膜厚は、前記バスバー電極の隣り合う前記交差部分で挟まれた部分の膜厚よりも厚い
請求項5に記載の太陽電池モジュール。 - 前記接着部材は、樹脂であり、
前記バスバー電極と前記タブ配線との間には、前記樹脂が介在している
請求項1~6のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。 - 前記バスバー電極と前記タブ配線とは、前記方向に断続的に接触している
請求項7に記載の太陽電池モジュール。 - 受光面に平行な方向で隣り合う2つの太陽電池素子と、
前記2つの太陽電池素子の一方の表面および他方の裏面に配置され、前記2つの太陽電池素子を電気的に接続するタブ配線と、
前記表面および前記裏面に形成され、太陽電池素子で生成された受光電荷を集電する複数のフィンガー電極と、
前記複数のフィンガー電極と前記タブ配線とが前記受光面を平面視した場合に交差するように、前記複数のフィンガー電極と前記タブ配線とを接着する接着部材とを備え、
前記表面および前記裏面の少なくとも一方の中央領域および端部領域において、前記端部領域のフィンガー電極の電極幅は前記中央領域のフィンガー電極の電極幅よりも広い、または、前記端部領域のフィンガー電極の膜厚は前記中央領域のフィンガー電極の膜厚よりも厚い、
太陽電池モジュール。
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- 2016-12-22 WO PCT/JP2016/005206 patent/WO2017119036A1/ja not_active Ceased
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