JP2009302327A - 配線部材の接続構造およびそれを備えた太陽電池モジュールならびにその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気的損失を抑え、電極が形成される基板に絶縁材を形成することなく電極と配線部材との電気的な接続が行われる配線部材の接続構造と太陽電池モジュールとその製造方法を提供する。
【解決手段】互いに隣接する一の太陽電池セルと他の太陽電池セルとは、基材２１と基材２１を被覆する絶縁層２２を備えた配線部材２０によって電気的に直列に接続されている。各太陽電池セルの各電極８と配線部材２０とは、所定の温度のもとで接合部材３０に圧力を加えることにより、接合部材３０に含まれる導電性粒子３１が配線部材２０の絶縁層２２を突き破って配線部材２０の基材２１に接触することで電気的に接続されることになる。
【選択図】図７

Description

本発明は、配線部材の接続構造およびそれを備えた太陽電池モジュールならびにその製造方法に関し、特に、所定の電極に配線部材を電気的に接続した配線部材の接続構造と、そのような配線部材の接続構造を備えた太陽電池モジュールと、その太陽電池モジュールの製造方法とに関するものである。

現在量産されている太陽電池では、両面電極型の太陽電池が多数を占めている。一般的な両面電極型の太陽電池では、太陽電池セルの表面（受光面）にｎ電極が形成され、裏面にｐ電極が形成されている。受光面に形成されるｎ電極は、太陽光が太陽電池セルに入射することによって発生した電流を外部へ取り出すために不可欠とされる。ところが、取り出し電極としてのｎ電極が配置された太陽電池セルの部分（領域）では、ｎ電極が陰となって太陽光が入射せず、電流は発生しない。

そこで、受光面側には取り出し電極を形成せず、裏面側に取り出し電極を形成するとともに、ｐｎ接合を形成した裏面接合型太陽電池セルが開発されている。この裏面接合型太陽電池セルを複数備えた太陽電池モジュール（ストリング）では、各裏面接合型太陽電池セルは、所定の配線部材を用いて互いに電気的に接続されることになる。従来、この裏面接合型太陽電池セルの配線には、３通りの手法が知られている。

まず、第１の手法として、特許文献１あるいは非特許文献１において提案されている手法では、図３０および図３１に示すように、太陽電池セル１０１の裏面において、電極１０２，１０３が形成されている領域を除く領域に絶縁材１０４が形成されている。この絶縁材１０４により、受光面側から取り出した電極１０２，１０３と接続される配線部材１０５が太陽電池セル１０１の裏面に直接に接触することを防止している。

次に、第２の手法として、一製品にすでに使用されている手法では、図３２および図３３に示すように、受光面から取り出した電極エリア(ｎ電極２０２)と、太陽電池セル２０１の裏面の電極（ｐ電極２０３）とがほぼ同一直線に沿って形成されている。ある太陽電池セル２０１内において、配線部材２０４の一端側がｎ電極２０２のエリア内よりはみださないように接続され、他端側が隣接する太陽電池セル２０１のｐ電極２０３に接続される。こうして、ｎ電極２０２に接続された配線部材２０４が太陽電池セル２０１のｐ電極２０３と電気的に接触することなく接続される。

次に、第３の手法として、他の製品にすでに使用されている手法では、図３４および図３５に示すように、太陽電池セル３０１の裏面に、銀ペーストによって互いに向かい合うように櫛型電極３０２，３０３が形成され、一方の電極にプラス（ｐ）の電荷が集電され、他方の電極にマイナス（ｎ）の電荷が集電される。太陽電池セル３０１の互いに対向する両端には、配線部材３０５を接続する電極エリア３０４が設けられ、一端側の電極エリア３０４がプラス（ｐ）の櫛型電極３０２と接続され、他端側の電極エリア３０４がマイナス（ｎ）の櫛型電極３０２と接続されている。互いに隣接する一の太陽電池セル３０１のｎ電極エリア３０４と、他の太陽電池セル３０１のｐ電極エリア３０４とを渡すように配線部材３０５が配設されて、はんだ付けされる。
ＵＳ ６,５５９,４７９ Marcel Meuwissen et al.,"SIMULATION ASSISTED DESIGN OF A PV MODULE INCORPORATING ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE INTERCONNECTS",21st European Photovotaic Solar Energy Conference and Exhibition (2006）

しかしながら、従来の裏面接合型太陽電池セルでは、次のような問題点があった。まず、第１の手法では、図３１に示すように、電極１０２，１０３が形成されている領域を除く領域には絶縁材１０４が形成されることで、電極１０２，１０３の部分が絶縁材１０４に対して凹みとなる。そのため、その凹みに対応した配線部材１０５の接合が必要とされる。また、絶縁材１０４を形成することによって太陽電池セル１０１が反るなどの問題がある。

第２の手法では、第１の手法と比べて、発電によって発生した電荷が配線部材２０４に集電されるまでに太陽電池セル２０１に形成されたサブ電極等を通過する平均距離が長くなる。この部分は配線部材２０４と比較して抵抗が高いために、電気的な損失が大きくなる。

第３の手法では、発電によって発生した電荷が配線部材３０５と比較して高抵抗である櫛型電極３０２，３０３を通って配線部材３０５に集電されるため、第１の手法と比較して、電気的な損失が大きくなる。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電気的損失を抑え、電極が形成される基板に絶縁材を形成することなく電極と配線部材との電気的な接続が行われる配線部材の接続構造を提供することであり、他の目的は、それを備えた太陽電池モジュールを提供することであり、さらに他の目的は、そのような太陽電池モジュールの製造方法を提供することである。

本発明に係る配線部材の接続構造は、所定の電極に配線部材を電気的に接続した配線部材の接続構造であって、主表面を有する基板と電極と接合部材と配線部材とを有している。電極は基板の主表面に形成されている。接合部材は電極の表面を覆うように形成されている。配線部材は、接合部材の上に配設され、接合部材を介して電極と電気的に接続されている。その配線部材は、所定の導電材によって形成された基材と、その基材における、少なくとも接合部材と対向する面に形成された所定の絶縁材を含む絶縁層とを備えている。接合部材は、配線部材の絶縁層を突き破って基材と接触する導電性粒子を備えている。

この構成によれば、接合部材に含まれる導電性粒子が配線部材の絶縁層を突き破って基材に接触することによって、配線部材が電極と電気的に接続される。これにより、基板に絶縁材を形成することなく配線部材を電極に接続させることができる。また、配線部材が絶縁層によって被覆されていることで、配線部材が所定の電極以外の電極と電気的に短絡することがなくなって、電極のレイアウトの自由度を高めることができて、電気的損失を抑えることができる。

具体的に、接合部材としては、異方性導電フィルムおよび異方性導電ペーストのいずれかを含み、導電性粒子はそのいずれかに含まれることが好ましい。

また、配線部材の基材をなす導電材としては、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）およびチタン（Ｔｉ）の少なくともいずれかの材料を含むことが好ましい。

さらに、導電材としては、はんだまたは銀（Ａｇ）でコーティングした銅（Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）/アルミニウム（Ａｌ）/銅（Ｃｕ）、および、銅（Ｃｕ）/インバー（Ｉｎｖａｒ）/銅（Ｃｕ）のいずれかの積層構造を含むことが好ましい。

また、基材として、所定の絶縁性フィルムと、その絶縁性フィルム上に導電性箔により形成された回路パターンとを含む基材を適用してもよい。

その基材の絶縁性フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate）、ポリエチレンナフタレート（Polyethylene naphthalate）、ポリブチレンテレフタレート（Polybutylene terephthalate）、ポリフェニレンサルファイド（Polyphenylene sulfide）およびポリビニルフルオライド（Polyvinyl fluoride）のいずれかを含むことが好ましい。

配線部材の導電材を銅（Ｃｕ）とし、絶縁材を、その銅の表面に黒化処理などで形成された酸化皮膜としてもよい。また、配線部材の導電材をアルミニウムとし、絶縁材を、そのアルミニウムの表面に形成されたアルミニウム酸化皮膜としてもよい。

配線部材の絶縁層の絶縁材としては、絶縁性有機材料または絶縁性無機材料を含むことが好ましい。

絶縁材が絶縁性有機材料の場合には、絶縁性有機材料は、ポリイミド（Polyimide）、ポリアミドイミド（Polyamide-imide）、エポキシおよびアクリルのいずれかを含むことが好ましい。

一方、絶縁材が絶縁性無機材料の場合には、絶縁性無機材料は、シリカおよびアルミナのいずれかを含むことが好ましい。

本発明に係る太陽電池モジュールは、配線部材の接続構造に係る請求項のいずれかに記載の配線部材の接続構造を備えた太陽電池モジュールである。基板は太陽電池セルであり、電極は、太陽電池セルに形成された互いに極性の異なる第１電極と第２電極である。配線部材により一の太陽電池セルの第１電極と他の太陽電池セルの第２電極とを接続する態様で、所定数の太陽電池セルが直列に接続されている。

この構成によれば、接合部材に含まれる導電性粒子が配線部材の絶縁層を突き破って基材に接触することによって、配線部材が電極と電気的に接続される。これにより、太陽電池セルに絶縁材を形成することなく配線部材を電極に接続させることができる。また、配線部材が絶縁層によって被覆されていることで、配線部材が所定の電極以外の電極と電気的に短絡することがなくなって、電極のレイアウトの自由度を高めることができて、太陽電池モジュールにおける電気的損失を抑えることができる。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は以下の工程を備えている。電極が配置された太陽電池セルを形成する。電極の表面に、所定の導電性粒子を含有する接合部材を供給する。所定の絶縁層で被覆された配線部材を用意し、接合部材に接触するように配線部材を配置する。導電性粒子によって絶縁層が突き破られる態様で配線部材を太陽電池セルの側に押付けながら加熱処理を施すことにより、導電性粒子を介して電極と配線部材とを電気的に接続する。

この方法によれば、配線部材を太陽電池セルの側に押付けながら加熱処理を施すことで、接合部材に含まれる導電性粒子が配線部材の絶縁層を突き破って基材に接触することによって、配線部材が電極と電気的に接続されることになる。これにより、太陽電池セルに絶縁材を形成することなく配線部材を電極に接続させることができる。また、配線部材が絶縁層によって被覆されていることで、配線部材が所定の電極以外の電極と電気的に短絡することがなくなり、電極のレイアウトの自由度を高めることができて、太陽電池モジュールにおける電気的損失を抑えることができる。

実施の形態１
本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールについて説明する。太陽電池モジュールでは、複数の太陽電池セルが所定の配線部材によって直列に接続されている。その太陽電池モジュールの基本構成として、互いに隣接する２つの太陽電池セルとこれらを直列に接続する配線部材を図１に示す。図１に示すように、太陽電池モジュールでは、互いに隣接する太陽電池セル１ａと太陽電池セル１ｂとは、櫛部２０ａ、２０ｂを備えた櫛型の配線部材２０によって電気的に直列に接続されている。

図２に示すように、互いに隣接する太陽電池セル１ａ，１ｂの裏面には、それぞれ複数のｎ電極８とｐ電極９とが形成されている。ｎ電極８とｐ電極９とは、列（紙面上下方向）に沿って配置されている。配線部材２０の櫛部２０ａは、太陽電池セル１ｂのｐ電極９に電気的に接続され、櫛部２０ｂは、太陽電池セル１ａのｎ電極８に電気的に接続されている。後述するように、ｐ（ｎ）電極９，８と配線部材２０とは、所定の接合部材によって電気的に接続される。

次に、太陽電池セル１の構造についてさらに詳しく説明する。図２および図３に示すように、太陽電池セル１は、所定寸法の半導体基板２からなる。半導体基板２にはセルｐ層３が形成され、そのセルｐ層３を貫通するようにスルーホール５が形成されている。スルーホール５の側壁を含むセルｐ層３の表面にはセルｎ層４が形成されている。

そのセルｎ層４に接触してスルーホール５を充填するｎ電極８が、表面側と裏面側とにそれぞれ露出するように形成されている。表面側に露出している部分は受光面電極７となる。さらに、セルｐ層３の裏面側の表面上にｐ電極９が形成されている。また、セルｐ層３の裏面にはセルｐ＋層６が形成され、そのセルｐ＋層６上にアルミダスト層１０が形成されている。アルミダスト層１０は、ｎ電極８とは所定の距離を隔てられて電気的に絶縁されている。一方、アルミダスト層１０は、ｐ電極９とは電気的に繋がっていてもよい。

次に、配線部材２０について説明する。図４に示すように、配線部材２０は、所定の基材２１と絶縁層２２とを備えている。この配線部材２０では、絶縁層２２は、基材２１の表面の全体を被覆するように形成されている。基材２１としては、たとえば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、または、チタン（Ｔｉ）等の導電性材料が適用される。また、はんだまたは銀（Ａｇ）でコーティングした銅（Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）/アルミニウム（Ａｌ）/銅（Ｃｕ）、または、銅（Ｃｕ）/インバー（Ｉｎｖａｒ）/銅（Ｃｕ）等の積層構造の導電性材料を適用してもよい。その基材２１の形状としては、平角線、より線、丸線等が好ましい。

また、基材２１として、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）、ＰＥＮ（Polyethylene naphthalate）、ＰＢＴ（Polybutylene terephthalate）、ＰＰＳ（Polyphenylene sulfide）、または、ＰＶＦ（Polyvinyl fluoride）などの絶縁性フィルムの表面に、銅（Ｃｕ）あるいはアルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料箔によって回路パターンを形成したシートを使用してもよい。

次に、絶縁層２２としては、ポリイミド（Polyimide）、ポリアミドイミド（Polyamide-imide）、エポキシ、アクリル等の絶縁性有機材料が適用される。また、シリカ、アルミナ等の絶縁性無機材料を適用してもよい。さらに、基材２１としてアルミニウムを適用する場合には、そのアルミニウムの表面に陽極酸化を施したり、化成処理を施すなど、導電体自体に絶縁性の表面処理を施すようにしてもよい。絶縁層２２の形成方法としては、電解塗装、粉体塗装、吹き付け塗装、溶射、ディッピング、スパッタリング、蒸着、スプレー法等がある。

次に、接合部材について説明する。図５および図６に示すように、接合部材３０は、ｐ（ｎ）電極８，９と配線部材２０との間に介在して両者を電気的に接続させる。接合部材３０として、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Anisotropic conductive Film）、あるいは、異方性導電ペースト(ＡＣＰ：Anisotropic Conductive Paste)等がある。異方性導電フィルムや異方性導電ペーストには導電性粒子が含まれている。

図７に示すように、接合部材３０に圧力を加えることによって、導電性粒子３１が配線部材２０を被覆する絶縁層２２を突き破り、導電性粒子３１が基材２１に接触して配線部材２０と電極８，９とが電気的に接続されることになる。この導電性粒子３１の粒径は、絶縁層２２の厚みと比較して十分に大きいことが好ましく、たとえば、絶縁層２２の厚さを約６μｍとすると、導電性粒子３１の粒径は約２０μｍ〜３０μｍ程度であることが好ましい。

また、導電性粒子３１は、鋭利な凹凸をもつ金属粒子であることが望ましい。これにより、導電性粒子３１が絶縁層２２を容易に突き破り、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９とを電気的に確実に接続させることができる。

さらに、導電性粒子３１は、絶縁層２２を形成する材料より硬い物質であるか、または、配線部材２０の基材２１自体が導電性粒子３１より柔らかいことが望ましい。これにより、導電性粒子３１が絶縁層２２を容易に突き破り、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９とを電気的により確実に接続させることができる。その一例として、表面に陽極酸化皮膜が形成されたアルミニウムの配線部材２０を適用し、表面に凹凸が形成されたニッケル（Ｎｉ）の導電性粒子３１を適用して接続させることが好ましい。

実施の形態２
次に、太陽電池モジュールの製造方法の一例について説明する。ここでは、接合部材として、異方性導電ペーストを例に挙げる。まず、図８に示すように、受光面とは反対側の裏面に、ｐ電極９とｎ電極８を配設した太陽電池セル１が形成される。次に、図９に示すように、たとえば、ディッピングによって、ｐ電極９の表面上とｎ電極８の表面上に異方性導電性ペースト３３が供給される。なお、異方性導電性ペーストを滴下する他に、たとえば、スクリーン印刷などの印刷法を用いて塗布するようにしてもよい。

次に、図１０に示すように、配線部材２０の櫛部２０ｂが太陽電池セル１ａのｎ電極８に滴下された異方性導電ペースト３３に接触し、櫛部２０ａが太陽電池セル１ｂのｐ電極９に滴下された異方性導電ペースト３３に接触する態様で、隣接する太陽電池セル１ａと太陽電池セル１ｂとを跨ぐように配線部材２０が配置される。次に、図１１に示すように、所定の治具５０を用いて、所定の温度のもとで配線部材２０の各櫛部２０ａ、２０ｂを上方から所定の圧力にて押さえつけることによって、接合部材３０のペーストに含まれる導電性粒子３１が絶縁層２２を突き破って基材２１に接触し（図７参照）、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９とが電気的に接続される。こうして、配線部材２０により所定数の太陽電池セル１を直列に接続することによって、太陽電池ストリングが形成される。

次に、太陽電池ストリングは、ＥＶＡ（Ethylene Vinyl Acetate）フィルムなどの封止材６２に挟み込まれ、さらに、これがガラス板６３と裏面フィルム６１との間に挟み込まれる（図１２参照）。次に、その状態で、ガラス板６３と裏面フィルム６１との間を減圧することによって気泡が取り除かれる。次に、所定の温度のもとで加熱して封止材６２を硬化させることにより、太陽電池ストリングが封止材６２に封止される。

裏面フィルム６１からは、太陽電池ストリングの一方の外部端子６５ａと他方の外部端子６５ｂとが外部に向けて取り出されている。その後、ガラス板６３、封止材６２および裏面フィルム６１をアルミニウム枠からなるフレーム６４に取り付けることによって、図１２に示すように、太陽電池モジュール６０が完成する。

上述した太陽電池モジュールでは、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９との間に異方性導電ペーストを供給し、その状態で上方から圧力と熱を加えることによって、異方性導電ペーストに含まれる導電性粒子３１が絶縁層２２を突き破って基材２１と接触し、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９とを電気的に確実に接続させることができる。

（配線部材の変形例）
配線部材としては、基材２１の表面の全体に絶縁層２２が形成された配線部材２０を例に挙げて説明したが、たとえば、図１３に示すように、所定のフィルム材２３の一方の表面に基材２１が貼り付けられ、その表面が絶縁層２２によって被覆された配線部材２０を適用してもよい。

また、図１４に示すように、太陽電池セルと対向する基材２１の面だけに絶縁層２２を被覆した配線部材２０でもよく、また、図１５に示すように、太陽電池セルと対向する面に加えて、その両端の端面に絶縁層２２を被覆した配線部材２０でもよい。また、図１４に示される配線部材を、図１６に示すように、基材２１の長手方向の両端を上方に向けて曲げた態様の配線部材２０でもよい。さらに、図１４に示される配線部材を、図１７に示すように、基材２１の長手方向の両端を内側に向かって折り曲げた態様の配線部材２０でもよい。

実施の形態３
次に、太陽電池モジュールの製造方法の他の例について説明する。ここでは、接合部材として、異方性導電フィルムを例に挙げる。異方性導電フィルムは、所定のテープ材から太陽電池セルへ貼り付けられることになる。図１８に示すように、そのテープ材３５では、異方性導電フィルム３６の一方の面と他方の面に離型フィルム３７，３８がそれぞれ貼り付けられている。テープ材３５は、所定のリールに巻き取られており、配線部材の接続に際して、リールから引き出されて所定の形状にカットされる。

その製造フローを図１９に示す。まず、リール（図２０参照）からテープ材が引き出される（ステップＳ１）。次に、図２０に示すように、離型フィルム３７，３８のうち、太陽電池セル１と対向する離型フィルム３７を異方性導電フィルム３６から剥離して、他のリールに巻き取らせる（ステップＳ２）。次に、引き出されたテープ材３５が、電極の平面形状に対応した所定の形状に打ち抜かれる（ステップＳ３）。

次に、打ち抜かれたテープ材３５をｐ（ｎ）電極９，８の表面に粘着させる（ステップＳ４）。このとき、たとえば、ベルヌイチャックなどによって打ち抜かれたテープ材３５をｐ（ｎ）電極９，８にまで搬送し、そして、ｐ（ｎ）電極９，８の位置に対応した所定の座標にそのテープ材３５を配置させるようにしてもよい。また、画像認識によってテープ材をｐ（ｎ）電極９，８に配置させるようにしてもよい。

次に、図２１に示すように、所定の治具５０を用いて、ｐ（ｎ）電極９，８の表面に粘着したテープ材３５に、上方から圧力（約０．５〜１．５ＭＰａ程度）を加えて加熱（約７０℃〜９０℃程度）することにより、テープ材３５を仮硬化させる（ステップＳ５）。次に、離型フィルム３８（図１８参照）を異方性導電フィルム３６から剥離して、異方性導電フィルム３６を露出させる（ステップＳ６）。次に、隣接する太陽電池セル１ａと太陽電池セル１ｂとを跨ぐように、配線部材２０（図１０参照）を配置する（ステップＳ７）。

次に、上方から圧力（約２〜４ＭＰａ程度）を加えて加熱（温度約１５０℃〜２００℃程度）することにより、異方性導電フィルム３６に含まれる導電性粒子３１が配線部材２０の絶縁層２２を突き破って基材２１に接触し（図７参照）、太陽電池セル１のｐ（ｎ）電極９，８と配線部材２０とが電気的に接続される（ステップＳ８）。こうして、太陽電池ストリングが形成される。その後、前述したように、太陽電池ストリングを封止することによって、太陽電池モジュールが完成する。

上述した太陽電池モジュールでは、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９との間に異方性導電フィルム３６を介在させ、その状態で上方から圧力と熱を加えることによって、異方性導電フィルム３６に含まれる導電性粒子３１が絶縁層２２を突き破って配線部材２０の基材２１に接触し、配線部材２０とｐ（ｎ）電極８，９とを電気的に確実に接続させることができる。

なお、上述した実施の形態では、テープ材３５をｐ（ｎ）電極９，８の形状に打ち抜く場合を例に挙げて説明したが、その形状としては、図２２に示すように、ｐ（ｎ）電極９，８の平面形状とほぼ同じ形状（左端）か、それよりもやや小さいサイズの形状が好ましく、円形の他に、たとえば、矩形状でもよい。

実施の形態４
前述した実施の形態では、異方性導電フィルムをｐ（ｎ）電極の形状に打ち抜く場合を例に挙げて説明した。ここでは、異方性導電フィルムを所定の長さに切り取って太陽電池セルに貼り付ける場合を例に挙げて説明する。図２３に、その異方性導電フィルムの貼り付け態様を示す。図２３に示すように、所定の長さに異方性導電フィルム３６は、各ｐ（ｎ）電極９，８が配置されている列に沿って貼り付けられる。

図２４に示すように、まず、リール３９からテープ材３５が引き出され（ステップＳ１）、離型フィルム３７，３８のうち、太陽電池セル１と対向する離型フィルム３７を異方性導電フィルム３６から剥離し、他のリールに巻き取らせる（ステップＳ２）。次に、引き出されたテープ材３５が、所定の長さに切り取られる（ステップＳ３）。次に、所定の長さに切り取られたテープ材３５を、同じ極の電極９，８を連続して覆うように太陽電池セル１の所定の位置に粘着させる（ステップＳ４）。

次に、図２５に示すように、所定の治具５０を用いて、太陽電池セル１の表面に粘着したテープ材３５に、上方から圧力（約０．５〜１．５ＭＰａ程度）を加えて加熱（約７０℃〜９０℃程度）することにより、テープ材３５を仮硬化させる（ステップＳ５）。次に、離型フィルム３８を異方性導電フィルム３６から剥離して、異方性導電フィルム３６を露出させる（ステップＳ６）。

次に、図２６に示すように、隣接する太陽電池セル１ａと太陽電池セル１ｂとを跨ぐように、配線部材２０を配置する（ステップＳ７）。次に、図２７に示すように、所定の治具５０を用いて、上方から圧力（約２〜４ＭＰａ程度）を加えて加熱（温度約１５０℃〜２００℃程度）することにより、異方性導電フィルム３６に含まれる導電性粒子３１が配線部材２０の絶縁層２２を突き破って配線部材２０の基材２１に接触し（図７参照）、太陽電池セル１のｐ（ｎ）電極９，８と配線部材２０とが電気的に接続される（ステップＳ８）。このとき、ｎ電極８については、アルミダスト層を介してｐ電極９と電気的に短絡させないように、配線部材２０のうち、ｎ電極８と接触する部分だけに圧力を作用させる必要がある。

上述した太陽電池モジュールの製造方法では、前述した効果に加えて次のような効果が得られる。すなわち、導電性粒子が含まれる異方性導電フィルム３６をカットして太陽電池セル１に貼り付ける際に、電極９，８の列の数に相当する数の異方性導電フィルム３６をカットして貼り付ければよく、異方性導電フィルム３６の太陽電池セル１への貼り付け作業の効率化を図り、より短時間で貼り付け作業を完了させることができる。

また、上述した異方性導電フィルムを電極の形状に打ち抜く手法と、異方性導電フィルムを所定の長さに切り取る手法とを組み合わせてもよい。この場合には、加圧加熱処理によって、ｎ電極８がアルミダスト層を介してｐ電極９と電気的に短絡しないように、図２８に示すように、電極の形状に打ち抜かれた異方性導電フィルムをｎ電極８に粘着させ、所定の長さに切り取られた異方性導電フィルムをｐ電極に沿って貼り付けることが好ましい。

この場合にも、配線部材を配置した後に所定の温度のもとで加圧することで、異方性導電フィルム３６に含まれる導電性粒子３１が配線部材２０の絶縁層２２を突き破って配線部材２０の基材２１に接触し、隣接する太陽電池セル１同士を配線部材２０によって電気的に接続することができる（図７参照）。

さらに、シール材を電極の形状に打ち抜いたり、所定の長さに切り取る手法の他に、図２９に示すように、ｐ（ｎ）電極９，８が形成された太陽電池セル１の領域の全体を覆うようなシール材３５を太陽電池セルに貼り付けてもよい。この場合には、配線部材２０に圧力を加える際に、ｎ電極８については、配線部材２０のうち、ｎ電極８と接触する部分だけに圧力を加えることで、異方性導電フィルム３６に含まれる導電性粒子３１が配線部材２０の絶縁層２２を突き破って配線部材２０の基材２１に接触し、隣接する太陽電池セル１同士を配線部材２０によって電気的に接続することができる（図７参照）。特に、この手法によれば、１枚のシール材３５を太陽電池セル１に貼り付ければよく、さらに短時間で貼り付け作業を完了させて、太陽電池セル１同士を電気的に接続することができる。

なお、上述した各太陽電池モジュールの製造方法では、接合部材を太陽電池セルの電極に供給したり貼り付ける場合を例に挙げて説明したが、接合部材を、配線部材に供給したり貼り付けたりすることによって、配線部材とｐ（ｎ）電極とを電気的に接続させるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態１に係る太陽電池モジュールの基本構成を示す平面図である。 同実施の形態において、太陽電池セルにおける電極が配置されている側の平面図である。 同実施の形態において、図２に示す断面線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。 同実施の形態において、配線部材の断面図である。 同実施の形態にいて、図１に示す断面線Ｖ−Ｖにおける断面図である。 同実施の形態において、図１に示す断面線ＶＩ−ＶＩにおける断面図である。 同実施の形態において、配線部材と電極との接続部分を示す部分拡大断面図である。 本発明の実施の形態２に係る太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図８に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図９に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図１０に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図１１に示す工程の後に行なわれる工程を示す断面図である。 同実施の形態において、配線部材の第１の変形例を示す断面図である。 同実施の形態において、配線部材の第２の変形例を示す断面図である。 同実施の形態において、配線部材の第３の変形例を示す断面図である。 同実施の形態において、配線部材の第４の変形例を示す断面図である。 同実施の形態において、配線部材の第５の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態３に係る太陽電池モジュールに適用されるテープ材の構造を示す部分断面図である。 同実施の形態において、太陽電池モジュールの製造フローを示す図である。 同実施の形態において、太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２０に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、電極と接合部材のパターンのバリエーションを示す図である。 本発明の実施の形態４に係る太陽電池モジュールにおける接合部材の貼り付け態様を示す平面図である。 同実施の形態において、太陽電池モジュールの製造方法の一工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２４に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２５に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、図２６に示す工程の後に行なわれる工程を示す斜視図である。 同実施の形態において、太陽電池モジュールにおける接合部材の貼り付け態様の一変形例を示す平面図である。 同実施の形態において、太陽電池モジュールにおける接合部材の貼り付け態様の他の変形例を示す平面図である。 従来の太陽電池モジュールの第１の例を示す平面図である。 図３０に示す断面線ＸＸＸＩ−ＸＸＸＩにおける断面図である。 従来の太陽電池モジュールの第２の例を示す平面図である。 図３２に示す断面線ＸＸＸＩＩＩ−ＸＸＸＩＩＩにおける断面図である。 従来の太陽電池モジュールの第３の例を示す平面図である。 図３４に示す断面線ＸＸＸＶ−ＸＸＸＶにおける断面図である。

符号の説明

１ 太陽電池セル、２ 半導体基板、３ セルｐ層、４ セルｎ層、５ スルーホール、６ セルｐ＋層、７ 受光面電極、８ ｎ電極、９ ｐ電極、１０ アルミダスト層、１１ 受光面電極、１２ 太陽電池ストリング、２０ 配線部材、２０ａ，２０ｂ 櫛部、２１ 基材、２２ 絶縁層、２３ フィルム材、３０ 接合部材、３１ 導電性粒子、３３ 異方性導電ペースト、３５ テープ材、３６ 異方性導電フィルム、３７，３８ 離型フィルム、３９ リール、５０ 治具、６０ 太陽電池モジュール、６１ 裏面フィルム、６２ 封止材、６３ ガラス板、６４ フレーム、６５ａ，６５ｂ 外部端子。

Claims (13)

1. 所定の電極に配線部材を電気的に接続した配線部材の接続構造であって、
   主表面を有する基板と、
   前記基板の主表面に形成された電極と、
   前記電極の表面を覆うように形成された接合部材と、
   前記接合部材の上に配設され、前記接合部材を介して前記電極と電気的に接続された配線部材と、
   を有し、
   前記配線部材は、
   所定の導電材によって形成された基材と、
   前記基材における、少なくとも前記接合部材と対向する面に形成された所定の絶縁材を含む絶縁層と
   を備え、
   前記接合部材は、前記配線部材の前記絶縁層を突き破って前記基材と接触する導電性粒子を備えた、配線部材の接続構造。
2. 前記接合部材は、異方性導電フィルムおよび異方性導電ペーストのいずれかを含み、
   前記導電性粒子は前記いずれかに含まれる、請求項１記載の配線部材の接続構造。
3. 前記導電材は、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）およびチタン（Ｔｉ）の少なくともいずれかの材料を含む、請求項１または２に記載の配線部材の接続構造。
4. 前記導電材は、はんだまたは銀（Ａｇ）でコーティングした銅（Ｃｕ）、銅（Ｃｕ）/アルミニウム（Ａｌ）/銅（Ｃｕ）、および、銅（Ｃｕ）/インバー（Ｉｎｖａｒ）/銅（Ｃｕ）のいずれかの積層構造を含む、請求項１または２に記載の配線部材の接続構造。
5. 前記基材は、
   所定の絶縁性フィルムと、
   前記絶縁性フィルム上に導電性箔により形成された回路パターンと
   を含む、請求項１記載の配線部材の接続構造。
6. 前記絶縁性フィルムは、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate）、ポリエチレンナフタレート（Polyethylene naphthalate）、ポリブチレンテレフタレート（Polybutylene terephthalate）、ポリフェニレンサルファイド（Polyphenylene sulfide）およびポリビニルフルオライド（Polyvinyl fluoride）のいずれかを含む、請求項５記載の配線部材の接続構造。
7. 前記導電材は銅であり、
   前記絶縁材は、前記銅の表面に形成された酸化皮膜である、請求項１記載の配線部材の接続構造。
8. 前記導電材はアルミニウムであり、
   前記絶縁材は、前記アルミニウムの表面に形成されたアルミニウム酸化皮膜である、請求項１記載の配線部材の接続構造。
9. 前記絶縁材は、絶縁性有機材料または絶縁性無機材料を含む、請求項１〜７のいずれかに記載の配線部材の接続構造。
10. 前記絶縁性有機材料は、ポリイミド（Polyimide）、ポリアミドイミド（Polyamide-imide）、エポキシおよびアクリルのいずれかを含む、請求項９記載の配線部材の接続構造。
11. 前記絶縁性無機材料は、シリカおよびアルミナのいずれかを含む、請求項９記載の配線部材の接続構造。
12. 請求項１〜１１のいずれかに記載の配線部材の接続構造を備えた太陽電池モジュールであって、
    前記基板は太陽電池セルであり、
    前記電極は、前記太陽電池セルに形成された互いに極性の異なる第１電極と第２電極であり、
    前記配線部材により一の太陽電池セルの前記第１電極と他の太陽電池セルの前記第２電極とを接続する態様で、所定数の前記太陽電池セルが直列に接続された、太陽電池モジュール。
13. 電極が配置された太陽電池セルを形成する工程と、
    前記電極の表面に、所定の導電性粒子を含有する接合部材を供給する工程と、
    所定の絶縁層で被覆された配線部材を用意し、前記接合部材に接触するように前記配線部材を配置する工程と、
    前記導電性粒子によって前記絶縁層が突き破られる態様で前記配線部材を前記太陽電池セルの側に押付けながら加熱処理を施すことにより、前記導電性粒子を介して前記電極と前記配線部材とを電気的に接続する工程と
    を備えた、太陽電池モジュールの製造方法。

Images