JP2017055112A - 太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池モジュール、及び太陽電池セルの接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】太陽電池セルの反りやクラックを抑制する太陽電池モジュール製造方法を提供する。【解決手段】裏面にｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、太陽電池セル２Ａの各ｐ型電極と、太陽電池セル２Ｂ，２Ｃの各ｎ型電極とが隣接し、太陽電池セル２Ａの各ｎ型電極と、太陽電池セル２Ｂ，２Ｃの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、太陽電池セル２Ａのｐ型電極と、太陽電池セル２Ｂのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と導電性接着フィルムとを有する積層体９を貼付し、太陽電池セル２Ａのｎ型電極と、太陽電池セル２Ｃのｐ型電極とに跨るように、積層体を貼付する工程と、積層体を、ｐ型電極及びｎ型電極に１８０℃未満の温度で圧着する工程と、太陽電池セルと封止用樹脂と表面カバーとバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネートし、ｐ型電極と導電性基材、及びｎ型電極と導電性基材を接続させる工程とを含む。【選択図】図３

Description

本発明は、バックコンタクト型の太陽電池セル同士を、導電性基材と導電性接着フィルムとを備える積層体を用いて接続させる太陽電池モジュールの製造方法、太陽電池モジュール、及び太陽電池セルの接続方法に関する。

従来、ｐ型電極及びｎ型電極が太陽電池セルの受光面（表面）と反対側の裏面に設けられた、いわゆるバックコンタクト型の太陽電池モジュールがある。バックコンタクト型の太陽電池モジュールは、ｐ型電極及びｎ型電極がともに太陽電池セルの裏面に設けられている。複数の太陽電池セルを接続する際には、例えば、インターコネクタとなるタブ線で太陽電池セルの裏面同士を接続する。

特許文献１には、バックコンタクト型の太陽電池セルの電極を接続するための配線を有する配線シートを、はんだや導電性接着剤を用いて、太陽電池セルに接続する方法が記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の技術は、配線シートが高価であるため、太陽電池モジュールのコストが増えてしまう。

そのため、例えば特許文献２に記載されているように、一の太陽電池セルのｐ型電極集電部と、他の太陽電池セルのｎ型電極集電部とを隣接するように配置し、一の太陽電池セルのｐ型電極集電部と、他の太陽電池セルのｎ型電極集電部とをタブ線ではんだ接続する方法が採用されている。

図１２は、従来のバックコンタクト型の太陽電池モジュールの一例を示す底面図である。太陽電池セル１００には、ｐ型電極１０１及びｎ型電極１０２が太陽電池セル１００の裏面に交互に並設され、一側縁部に沿ってｐ型電極１０１の各一端と連続するｐ型電極集電部１０３が形成され、他側縁部に沿ってｎ型電極１０２の各一端と連続するｎ型電極集電部１０４が形成されている。ｐ型電極集電部１０３及びｎ型電極集電部１０４は、相対向する位置にタブ線１０５との接続点１０６が数カ所設けられている。そして、各太陽電池セル１００は、ｐ型電極集電部１０３と、ｎ型電極集電部１０４とが隣接するように配置され、各接続点１０６同士が細線状のタブ線１０５ではんだ接続されている。

特開２０１１−１５１２６２号公報 特開２００５−１９１４７９号公報

しかし、特許文献２に記載の技術では、約２６０℃程度の高温ではんだ接続が行われるため、太陽電池セルの反りやクラックの発生が懸念される。

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、太陽電池セルの反りやクラックを抑制することができる太陽電池モジュールの製造方法を提供する。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、一の太陽電池セルのｐ型電極と、他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、一の太陽電池セルのｎ型電極と、一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、積層体を貼付する工程と、積層体を、ｐ型電極及びｎ型電極に１８０℃未満の温度で圧着する工程と、圧着後の複数の太陽電池セルと、太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、太陽電池セルの受光面側の封止用樹脂上に配置された表面カバーと、太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着し、ｐ型電極と導電性基材、及びｎ型電極と導電性基材を接続させる工程とを含む。

本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、一の太陽電池セルのｐ型電極と、他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、一の太陽電池セルのｎ型電極と、一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、積層体を貼付する工程と、積層体を、ｐ型電極及びｎ型電極に２００℃以下の温度で圧着することにより、ｐ型電極と導電性基材、及びｎ型電極と導電性基材を接続させる工程と、圧着後の複数の太陽電池セルと、太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、太陽電池セルの受光面側の封止用樹脂上に配置された表面カバーと、太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着する工程とを含む。

本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジュールの製造方法で得られたものである。

本発明に係る太陽電池セルの接続方法は、太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、一の太陽電池セルのｐ型電極と、他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、一の太陽電池セルのｎ型電極と、一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、積層体を貼付する工程と、積層体を、ｐ型電極及びｎ型電極に１８０℃未満の温度で圧着する工程と、圧着後の複数の太陽電池セルと、太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、太陽電池セルの受光面側の封止用樹脂上に配置された表面カバーと、太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着し、ｐ型電極と導電性基材、及びｎ型電極と導電性基材を接続させる工程とを含む。

本発明は、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を、２００℃以下の温度で圧着し、１８０℃未満の温度でラミネート圧着することにより、太陽電池セルの反りやクラックを抑制することができる。

図１は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、太陽電池セルを所定の配列で配置した状態を示す底面図である。 図２（Ａ）は太陽電池セルの受光面側を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は太陽電池セルの受光面と反対側の面を示す底面図である。 図３は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、太陽電池セルに積層体を貼付したストリングを示す底面図である。 図４は、積層体の一例を示す断面図である。 図５は、積層体における導電性接着フィルムの一例を示す断面図である。 図６は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、ラミネート工程で得られる太陽電池モジュールを示す断面図である。 図７は、太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す図であり、太陽電池セルに積層体を貼付したストリングを示す底面図である。 図８は、太陽電池モジュールの一例を示す分解斜視図である。 図９は、太陽電池セルの受光面と反対側の面に電極が４つ形成された構成を示す底面図である。 図１０は、太陽電池セルを所定の配列で配置した状態を示す底面図である。 図１１は、太陽電池セルが反った状態を示す断面図である。 図１２は、従来のバックコンタクト型の太陽電池モジュールの一例を示す底面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。なお、図面は、模式的なものであり、各寸法の比率等が現実のものとは異なることがある。また、図面において、具体的な寸法等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。また、図面相互間において、互いの寸法や比率が異なる部分が含まれる場合がある。
１．太陽電池モジュールの製造方法
２．太陽電池モジュール
３．実施例

＜太陽電池モジュールの製造方法＞
［第１の実施の形態］
［配置工程］
図１は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、太陽電池セルを所定の配列で配置した状態を示す底面図である。配置工程において、図１に示すように、受光面２ｃ（後述する図６を参照。）と反対側の裏面２ｄにｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に設けられた複数の太陽電池セル２を、一の太陽電池セル２Ａの各ｐ型電極３と、一の太陽電池セル２Ａの一側縁部２ａ側の他の太陽電池セル２Ｃ，他側縁部２ｂ側の他の太陽電池セル２Ｂの各ｎ型電極４とが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セル２Ａの各ｎ型電極４と、他の太陽電池セル２Ｂ，２Ｃの各ｐ型電極３とが隣接するように配置する。例えば、一の太陽電池セル２Ａの各ｐ型電極３の一端３ａと、他の太陽電池セル２Ｃの各ｎ型電極４の一端４ａとが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セル２Ａの各ｎ型電極４の一端４ａと、他の太陽電池セル２Ｃの各ｐ型電極３の一端３ａとが隣接するように配置する。

図２（Ａ）は、太陽電池セルの受光面側を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、太陽電池セルの受光面と反対側の面を示す底面図である。太陽電池セル２は、光電変換素子６を有する。光電変換素子６としては、例えば、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子を用いることができる。光電変換素子６は、図２（Ａ）に示すように、受光面６ａとなる面には電極が形成されておらず、図２（Ｂ）に示すように、受光面６ａとは反対側の裏面６ｂに、極性の異なるｐ型電極３及びｎ型電極４が形成されている。

光電変換素子６の裏面６ｂには、両側縁間に亘って延びるライン状のｐ型電極３及びｎ型電極４が、その幅方向に、略等間隔で交互に形成されている。光電変換素子６は、ｐ型電極３の一端３ａ及びｎ型電極４の一端４ａが、太陽電池セル２の一側縁部２ａ側に沿って、略一直線上に位置している。また、光電変換素子６は、ｐ型電極３の一端３ｂ及びｎ型電極４の一端４ｂが、太陽電池セル２の他側縁部２ｂ側に沿って、略一直線上に位置している。

ｐ型電極３及びｎ型電極４は、例えば、光電変換素子６の裏面６ｂに、銀ペースト等の導電性ペーストを所定のパターンで塗布、焼成することにより形成することができる。

［貼付工程］
図３は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、太陽電池セルに積層体を貼付したストリングを示す底面図である。太陽電池モジュールの製造方法は、貼付工程において、図３に示すように、複数の太陽電池セル２を、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極４とに跨るように、導電性基材７と導電性接着フィルム８とを備える積層体９を貼付するとともに、一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極４と、他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極３とに跨るように、積層体９を貼付する。

［積層体］
図４は、積層体の一例を示す断面図である。積層体９は、導電性基材７と、接着層となる導電性接着フィルム８とが積層している。積層体９は、導電性接着フィルム８側が、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極４とに跨るように貼付けされる。また、積層体９は、導電性接着フィルム８側が、一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極４と、他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極３とに跨るように貼付けされる。

積層体９の長さは、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３と他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極４とに跨るように貼付けできる長さ、又は一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極４と他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極３とに跨るように貼付けできる長さであれば、適宜選択することができる。例えば、図３に示すように、複数の太陽電池セル２において、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３の表面全体と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極４の表面全体を覆う長さにすることができる。

［導電性基材］
導電性基材７は、例えば金属製の導電性基材を用いることができる。導電性基材７は、例えば銅箔を用いることができる。銅箔としては、電解銅箔や圧延銅箔を用いることができる。また、導電性基材７は、必要に応じてめっき層を有していてもよい。めっき層は、例えば、金めっき、銀めっき、スズめっき、はんだめっき等を施すことで形成することができる。

導電性基材７の厚みは、使用目的に応じて適宜選択することができ、例えば３０〜１００μｍとすることができ、２０〜４０μｍとすることもできる。

導電性基材７の幅は、積層体９を太陽電池セル２に貼付した際に、隣接する導電性基材７と接触しない範囲で適宜選択することができ、ｐ型電極３又はｎ型電極４の幅と略同じにすることができ、例えば、０．１〜１０ｍｍとすることができる。導電性基材７の長さは、上述した積層体９の長さと同様の長さにすることができる。

［導電性接着フィルム］
図５は、積層体における導電性接着フィルムの一例を示す断面図である。導電性接着フィルム８は、例えば図５に示すようにフィルム形状であり、熱硬化型のバインダー樹脂１０及び導電性粒子１１を含有する。

バインダー樹脂１０は、膜形成樹脂と、硬化性樹脂と、硬化剤とを含有し、さらに必要に応じて他の成分をさらに含有していてもよい。

膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の樹脂であることが好ましい。特に、膜形成樹脂の平均分子量は、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度であることが好ましい。膜形成樹脂としては、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。膜形成樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂などが挙げられ、エポキシ樹脂が好ましい。

エポキシ樹脂としては、市販のエポキシ樹脂を用いることができ、常温で流動性を有する液状のエポキシ樹脂が好ましい。エポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。

アクリレート樹脂としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、２−ヒドロキシ−１，３−ジアクリロキシプロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシメトキシ）フェニル］プロパン、２，２−ビス［４−（アクリロキシエトキシ）フェニル］プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。硬化性樹脂は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

硬化剤としては、例えば、２−エチル４−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール類；ラウロイルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物；有機アミン類等のアニオン系硬化剤；スルホニウム塩、オニウム塩、アルミニウムキレート剤等のカチオン系硬化剤などが挙げられる。特に、硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合はイミダゾール類が好ましく、硬化性樹脂としてアクリレート樹脂を用いる場合は有機過酸化物が好ましい。硬化剤は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

特に、バインダー樹脂１０は、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選択される少なくとも１種の膜形成樹脂と、エポキシ樹脂と、イミダゾール類、アニオン系硬化剤、及びカチオン系硬化剤から選択される少なくとも１種の硬化剤を含有することが好ましい。

その他の成分としては、例えば、シランカップリング剤、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、着色剤（顔料、染料）、有機溶剤、イオンキャッチャー剤などが挙げられる。

導電性粒子１１は、例えば、ニッケル、金、銀、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを用いることができる。導電性粒子１８の形状としては、球形、扁平形状が好ましい。導電性粒子１１の平均粒子径は、１〜５０μｍが好ましく、１〜１０μｍがより好ましい。

導電性接着フィルム８の厚みは、太陽電池セル２の厚み以下であることが好ましい。また、導電性接着フィルム８の厚みは、導電性基材７の厚み以下であることが好ましい。このような構成とすることにより、太陽電池セルの反りやクラックをより効果的に抑制することができる。例えば、導電性接着フィルム８の厚みは、１５〜２５μｍとすることができる。

［剥離シート］
積層体９は、導電性接着フィルム８の導電性基材７が積層されている面とは反対側の面に剥離シートを有していてもよい。剥離シートとしては、例えば、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methylpentene-1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。

積層体９は、例えば図４に示すように、テープ状に形成されており、リール１２に巻回されている。積層体９は、実使用時においては、リール１２から引き出され、所定の長さに切断された後導電性接着フィルム８を一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極４と、他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極３とに跨るように貼付けする。また、積層体９は、導電性接着フィルム８を一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極４とに跨るように貼付けする。これにより、導電性基材７とｐ型電極３及びｎ型電極４とを接続することができる。

なお、剥離シート及び導電性基材７は、ｐ型電極３及びｎ型電極４の幅と略同じ幅を有するように形成されている。

積層体９は、例えば次のような製造方法により得ることができる。まず、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤と、導電性粒子１１とを溶剤に溶解させて導電性接着フィルム形成用溶液を得る。溶剤としては、トルエン、酢酸エチル、又はこれらの混合溶剤等を用いることができる。得られた導電性接着フィルム形成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、剥離シート付の導電性接着フィルム８を得る。次に、剥離シート付の導電性接着フィルム８は、ロールラミネート等により、導電性接着フィルム８を導電性基材７の一面に積層することにより、積層体９が得られる。

［圧着工程］
圧着工程は、積層体９を、ｐ型電極３及びｎ型電極４に１８０℃未満の温度で圧着する。圧着工程は、導電性基材７上から、例えば加熱ボンダーによって導電性接着フィルム８が流動性を示しつつ本硬化が生じない程度の温度、圧力で、所定時間、熱加圧することにより行うことが好ましい。加熱温度は、例えば、１００℃以下とすることができ、７０〜８０℃とすることもできる。熱加圧時間は、例えば、０．１秒間〜１０分間とすることができ、０．１秒〜１０秒間とすることもできる。圧着工程における圧力は、例えば、１ＭＰａ以下とすることができ、０．０１〜０．５ＭＰａとすることもできる。

［ラミネート工程］
図６は、太陽電池モジュールの製造方法の一例を示す図であり、ラミネート工程で得られる太陽電池モジュールを示す断面図である。ラミネート工程では、圧着工程後の複数の太陽電池セル２と、太陽電池セル２の受光面２ｃ及び裏面２ｄに積層された封止用樹脂１３と、受光面２ｃ側の封止用樹脂１３上に配置された表面カバー１４と、裏面２ｄ側の封止用樹脂１３上に配置されたバックシート１５とをラミネート圧着し、ｐ型電極３と導電性基材７、及びｎ型電極４と導電性基材７を接続させる。

ラミネート工程における加熱温度は、１８０℃未満であり、１５０〜１７０℃とすることができる。ラミネート工程における熱加圧時間は、１秒間〜１時間とすることができる。ラミネート工程における圧力は、０．０１〜１ＭＰａとすることができ、０．０１〜０．５ＭＰａとすることもできる。

封止用樹脂１３は、例えば、エチレン／酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン／酢酸ビニル／トリアリルイソシアヌレート（ＥＶＡＴ）、ポリビニルブチラート（ＰＶＢ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等を用いることができる。

表面カバー１４は、例えば、ガラス、プラスチック等の透光性の材料を用いることができる。

バックシート１５は、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、アルミニウム等を用いることができる。

ラミネート工程において、積層体９は、導電性基材７側からラミネーターによって熱加圧されることにより、導電性基材７とｐ型電極３及びｎ型電極４との間から導電性接着フィルム８を構成するバインダー樹脂１０が流出する。そして、導電性基材７とｐ型電極３との間、及び導電性基材７とｎ型電極４との間に導電性粒子１１が挟持された状態でバインダー樹脂１０が硬化し、導電性接着フィルム８が接着剤層１６となる。これにより、導電性接着フィルム８中の導電性粒子１１を介して、導電性基材７とｐ型電極３、及び導電性基材７とｎ型電極４とが接続され、隣接する太陽電池セル２が直列に接続される。そして、ラミネート工程後の太陽電池セル２の周囲にアルミニウムなどの金属フレーム１７が取り付けられ、太陽電池モジュール１が完成する。

以上のように、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、１８０℃未満の温度で圧着する工程と、１８０℃未満の温度でラミネート圧着してｐ型電極３と導電性基材７、及びｎ型電極４と導電性基材７を接続させる工程とを有することにより、太陽電池セル２への負荷を少なくすることができるため、太陽電池セル２の反りやクラックを抑制することができる。そのため、太陽電池モジュール１の出力低下を抑制することができ、また、太陽電池モジュール１の歩留まりを抑制することができる。

また、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、導電性基材と導電性接着フィルムとを備える積層体を用いることにより、ラミネート工程において、太陽電池セルのストリングが複数配列されたマトリクスを一括してラミネートすることができるため、製造工程をより簡略化することができる。

さらに、本実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法では、従来のはんだ接続する方法で用いられていたフラックスが不要となるため、フラックスを用いることに起因して発生しやすい導電性基材と封止用樹脂との界面の剥離を抑制することができる。そのため、太陽電池モジュールの信頼性をより向上させることができる。

上述した方法以外に、太陽電池セルの反り量が実用上許容される範囲となり、かつ、太陽電池セルのクラックが発生しない範囲で、後述する第２の実施の形態に係る製造方法のような圧着工程及びラミネート工程を適用してもよい。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法は、上述した配置工程、貼付工程の後に、積層体９を、ｐ型電極３及びｎ型電極４に２００℃以下の温度で圧着することにより、ｐ型電極３と導電性基材７、及びｎ型電極４と導電性基材７を接続させる工程と、圧着後の複数の太陽電池セル２と、封止用樹脂１３と、表面カバー１４と、バックシート１５とを１８０℃未満の温度でラミネート圧着する工程とを含む。

第２の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における配置工程及び貼付工程の条件は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法における配置工程及び貼付工程と同義であり、好ましい範囲も同様である。

［圧着工程］
圧着工程では、例えば、導電性基材７上から、導電性接着フィルム８の本硬化が生じる程度の温度、圧力で、所定時間、熱加圧することにより、ｐ型電極３と導電性基材７、及びｎ型電極４と導電性基材７を接続させる。圧着工程における加熱温度は、２００℃未満であり、１９０℃以下とすることもできる。熱加圧時間は、例えば、０．１秒間〜１０分間とすることができる。熱加圧工程における圧力は、例えば、２ＭＰａ以下とすることができる。

［ラミネート工程］
ラミネート工程の条件は、第１の実施の形態に係る太陽電池モジュールの製造方法におけるラミネート工程と同義であり、好ましい範囲も同様である。

なお、貼付工程では、図３に示す方法以外に、一の太陽電池セル２のｐ型電極３の一端と、他の太陽電池セル２のｎ型電極４の一端とに跨るように積層体９を貼付けしてもよい。

図７は、太陽電池モジュールの製造方法の他の例を示す図であり、太陽電池セルに積層体を貼付したストリングを示す底面図である。貼付工程では、図７に示すように、隣接する一対の太陽電池セル２において、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極３の一端３ａと、他の太陽電池セル２Ｃのｎ型電極４の一端４ａとに跨るように積層体９を貼付するとともに、一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極４の一端４ｂと、他の太陽電池セル２Ｂのｐ型電極３の一端３ｂとに跨るように、積層体９を貼付するようにしてもよい。

＜太陽電池モジュール＞
本実施の形態に係る太陽電池モジュールは、上述した太陽電池モジュールの製造方法によって作製することができる。図８は、太陽電池モジュール１の一例を示す分解斜視図である。太陽電池モジュール１は、複数の太陽電池セル２が導電性基材７によって直列に接続されたストリングを有し、ストリングを複数配列したマトリクスを備える。また、太陽電池モジュール１は、マトリクスの受光面側及び受光面とは反対側の裏面に積層された封止用樹脂１３と、受光面側に設けられた表面カバー１４と、マトリクスの裏面に設けられたバックシート１５とともに積層されている。また、太陽電池モジュール１は、周囲に金属フレーム１７が取り付けられている。

本実施の形態に係る太陽電池モジュールは、上述した製造方法によって作製されることにより、太陽電池セル２への負荷がより少なくなるため、太陽電池セル２の反りやクラックを抑制することができる。

以下、本発明の実施例について説明する。本実施例では、一の太陽電池セルのｐ型電極と、他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように貼付し、圧着した後の太陽電池セルの反り量を確認した。また、太陽電池セルの反り量を確認した後、ＥＶＡシート、カバーガラス及びバックシートとともに太陽電池セルをラミネート圧着し、ラミネート圧着後の太陽電池セルにおけるクラックの有無を確認した。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

［第１の実施例］
［実施例１］
太陽電池セルとして、６インチ単結晶シリコンセルを用いた。具体的には、図９に示すように、光電変換素子６の裏面６ｂにライン状のｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に２本ずつ形成された太陽電池セル２を用いた。

図１０は、太陽電池セルを所定の配列で配置した状態を示す底面図である。まず、３つの太陽電池セル２Ａ，２Ｂ，２Ｃを準備し、一の太陽電池セル２Ａの各ｐ型電極と、他の太陽電池セル２Ｂ，２Ｃの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、一の太陽電池セル２Ａの各ｎ型電極と、他の太陽電池セル２Ｂ，２Ｃの各ｐ型電極とが隣接するように配置した。

次に、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極とに跨るように、銅箔（平均厚み３５μｍ、幅５ｍｍ）と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルム（平均厚み１５μｍ）とが積層した積層体（ＤＴ１０１、デクセリアルズ株式会社製）を貼付した。また、一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極と、他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極とに跨るように、上記積層体を貼付した。

次に、貼付けした積層体の銅箔側から、加熱ボンダーによって熱加圧することにより、積層体をｐ型電極、及びｎ型電極に仮圧着した。熱加圧は、８０℃、０．３ＭＰａ、５秒間の条件（圧着条件Ａ）で行った。

仮圧着後の太陽電池セルの受光面及び裏面に設けられたＥＶＡシートと、太陽電池セルの受光面側のＥＶＡシート上に設けられた強化ガラスと、太陽電池セルの裏面側のＥＶＡシート上に設けられたＴＰＴバックシートとを、ラミネーターによって一括してラミネート圧着した。これにより、ｐ型電極と銅箔、及びｎ型電極と銅箔を接続させた。ラミネート圧着は、１６０℃、０．１ＭＰａ、１５分間の条件で行った。

［実施例２］
太陽電池セルとして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光電変換素子６の裏面６ｂにｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に３本ずつ設けられた太陽電池セル２を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で行った。

［実施例３］
積層体として、銅箔（平均厚み７０μｍ、幅５ｍｍ）と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルム（平均厚み１５μｍ）とが積層した積層体（ＤＴ１０１、デクセリアルズ株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で行った。

［実施例４］
太陽電池セルとして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光電変換素子６の裏面６ｂにｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に３本ずつ設けられた太陽電池セル２を用いたこと以外は、実施例３と同様の方法で行った。

［実施例５］
積層体として、銅箔（平均厚み１００μｍ、幅５ｍｍ）と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルム（平均厚み１５μｍ）とが積層した積層体（ＤＴ１０１、デクセリアルズ株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法で行った。

［実施例６］
太陽電池セルとして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、光電変換素子６の裏面６ｂにｐ型電極３及びｎ型電極４が交互に３本ずつ設けられた太陽電池セル２を用いたこと以外は、実施例５と同様の方法で行った。

［第２の実施例］
［実施例７］
実施例１と同様の方法で、一の太陽電池セル２Ａのｐ型電極と、他の太陽電池セル２Ｂのｎ型電極とに跨るように積層体を貼付するとともに、一の太陽電池セル２Ａのｎ型電極と、他の太陽電池セル２Ｃのｐ型電極とに跨るように、積層体を貼付した。

貼付した積層体を加熱ボンダーによって、熱加圧することにより、導電性基材をｐ型電極、及びｎ型電極に接続させた。熱加圧は、１８０℃、２ＭＰａ、１５秒間の条件（圧着条件Ｂ）で行った。

熱加圧後の太陽電池セルの受光面及び裏面に設けられたＥＶＡシートと、太陽電池セルの受光面側のＥＶＡシート上に設けられた強化ガラスと、太陽電池セルの裏面側のＥＶＡシート上に設けられたＴＰＴバックシートとを、ラミネーターによってラミネート圧着した。ラミネート圧着は、１６０℃、０．１ＭＰａ、１５分間の条件で行った。

［太陽電池セルの反り状態］
上記圧着条件Ａ又は圧着条件Ｂで熱加圧した後の太陽電池セルの反り量を観察した。具体的には、図１１に示すように、太陽電池セル２の設置面Ｇと設置面から最も離れている太陽電池セル２の一端部との距離Ｔを反り量として測定した。実用上、反り量が５ｍｍ以下であることが好ましい。結果を表１に示す。

［クラックの有無］
ラミネート圧着後の太陽電池セルのクラックの有無を、ＥＬ検査装置（株式会社アイテス社製、装置名：ＰＶＸ１００ＣＳ、素子分解能：約５０μｍ（３５ｍｍ／Ｆ１．８レンズ、視野１６０ｍｍ×１１０ｍｍ））により測定した。その結果、全くクラックが検出できなかった場合、又は発生したクラックが５０μｍ以下の場合を「クラック無し」と評価した。結果を表１に示す。

実施例１〜６では、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を１８０℃未満の温度で圧着し、さらに、１８０℃未満の温度でラミネート圧着したため、太陽電池セルの反りやクラックの発生を抑制できることが分かった。また、実施例７でも、太陽電池セルの反りやクラックの発生を抑制できることが分かった。

１ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池セル、３ ｐ型電極、４ ｎ型電極、５ ストリング、６ 光電変換素子、７ 導電性基材、８ 導電性接着フィルム、９ 積層体、１０ バインダー樹脂、１１ 導電性粒子、１２ リール、１３ 封止用樹脂、１４ 表面カバー、１５ バックシート、１６ 接着剤層、１７ 金属フレーム

Claims (10)

1. 太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、上記一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、上記一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、上記他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、
   上記一の太陽電池セルのｐ型電極と、上記他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、上記一の太陽電池セルのｎ型電極と、上記一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、上記積層体を貼付する工程と、
   上記積層体を、上記ｐ型電極及び上記ｎ型電極に１８０℃未満の温度で圧着する工程と、
   上記圧着後の複数の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、上記太陽電池セルの受光面側の上記封止用樹脂上に配置された表面カバーと、上記太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着し、上記ｐ型電極と導電性基材、及び上記ｎ型電極と導電性基材を接続させる工程とを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
2. 上記圧着する工程は、１００℃以下の温度、１ＭＰａ以下の圧力で圧着する、請求項１記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 上記導電性接着フィルムは、
   フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選択される少なくとも１種の膜形成樹脂と、
   エポキシ樹脂と、
   イミダゾール類、アニオン系硬化剤、及びカチオン系硬化剤から選択される少なくとも１種の硬化剤と、
   導電性粒子とを含有する、請求項１又は２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 上記導電性接着フィルムの厚みが、上記太陽電池セルの厚み以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
5. 上記導電性接着フィルムの厚みが、上記導電性基材の厚み以下である、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の製造方法。
6. 上記導電性基材が銅箔である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
7. 太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、上記一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、上記一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、上記他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、
   上記一の太陽電池セルのｐ型電極と、上記他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、上記一の太陽電池セルのｎ型電極と、上記一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、上記積層体を貼付する工程と、
   上記積層体を、上記ｐ型電極及び上記ｎ型電極に２００℃以下の温度で圧着することにより、上記ｐ型電極と導電性基材、及び上記ｎ型電極と導電性基材を接続させる工程と、
   上記圧着後の複数の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、上記太陽電池セルの受光面側の上記封止用樹脂上に配置された表面カバーと、上記太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着する工程とを含む、太陽電池モジュールの製造方法。
8. 上記導電性接着フィルムは、
   フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、及びポリオレフィン樹脂から選択される少なくとも１種の膜形成樹脂と、
   エポキシ樹脂と、
   イミダゾール類、アニオン系硬化剤、及びカチオン系硬化剤から選択される少なくとも１種の硬化剤と、
   導電性粒子とを含有する、請求項７に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の太陽電池モジュールの製造方法で得られた太陽電池モジュール。
10. 太陽電池セルの受光面と反対側の裏面にｐ型電極及びｎ型電極が交互に設けられた複数の太陽電池セルを、一の太陽電池セルの各ｐ型電極と、上記一の太陽電池セルの一側縁部側及び他側縁部側の他の太陽電池セルの各ｎ型電極とが隣接するように配置するとともに、上記一の太陽電池セルの各ｎ型電極と、上記他の太陽電池セルの各ｐ型電極とが隣接するように配置する工程と、
    上記一の太陽電池セルのｐ型電極と、上記他側縁部側の他の太陽電池セルのｎ型電極とに跨るように、導電性基材と、接着剤及び導電性粒子を含有する導電性接着フィルムとを備える積層体を貼付するとともに、上記一の太陽電池セルのｎ型電極と、上記一側縁部側の他の太陽電池セルのｐ型電極とに跨るように、上記積層体を貼付する工程と、
    上記積層体を、上記ｐ型電極及び上記ｎ型電極に１８０℃未満の温度で圧着する工程と、
    上記圧着後の複数の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの受光面及び裏面に積層された封止用樹脂と、上記太陽電池セルの受光面側の上記封止用樹脂上に配置された表面カバーと、上記太陽電池セルの裏面側の封止用樹脂上に配置されたバックシートとを１８０℃未満の温度でラミネート圧着し、上記ｐ型電極と導電性基材、及び上記ｎ型電極と導電性基材を接続させる工程とを含む、太陽電池セルの接続方法。

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