CN103125027B - 太阳能电池组件 - Google Patents

太阳能电池组件 Download PDF

Info

Publication number
CN103125027B
CN103125027B CN201280003076.9A CN201280003076A CN103125027B CN 103125027 B CN103125027 B CN 103125027B CN 201280003076 A CN201280003076 A CN 201280003076A CN 103125027 B CN103125027 B CN 103125027B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
perforate
jut
link
battery cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201280003076.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103125027A (zh
Inventor
吉田将希
北浦秀敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN103125027A publication Critical patent/CN103125027A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103125027B publication Critical patent/CN103125027B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0508Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module the interconnection means having a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module
    • H01L31/0516Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module specially adapted for interconnection of back-contact solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明提供一种太阳能电池组件,包括:相邻的2个以上的太阳能电池单元(1a、1b);连接部件(2),其将太阳能电池单元(1a、1b)之间电连接;以及焊锡层(5),其配置在太阳能电池单元(1)和连接部件(2)之间,连接部件(2)在与第一太阳能电池单元(1a)和第二太阳能电池单元(1b)的连接部相对应的部位以能够各自流入焊锡的方式形成有第一开孔(4a)和第二开孔(4b),在第一开孔(4a)和第二开孔(4b)各自的外周的一部分,朝向太阳能电池单元(1)一侧形成有第一突起部(3a)和第二突起部(3b)。根据本发明,能够稳定地确保足够的焊锡接合层厚度,并能够使长期使用下的可靠性提高。

Description

太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种将多个太阳能电池单元电连接以及机械接合而成的太阳能电池组件。
背景技术
太阳能电池能够将清洁且取之不尽地供给的太阳光能直接转换为电能,因此正在被期待作为新的能源。
通常,一片太阳能电池单元的电输出小,因此利用将多片太阳能电池单元串并联连接而形成的太阳能电池组件来产生实用的预定的电输出。串并联的连接是通过将接合部件连接在负极电极和正极电极上来进行的。
在现有的双面电极型太阳能电池中,在光电转换部上具有用于收集载流子的多条细线电极(指状(finger)电极)以及用于连接布线材料的连接用电极(总线棒(busbar)电极),在作为受光面的表面和背面分别设有极性不同的电极、即P型电极和N型电极。为了使用双面电极型的太阳能电池单元来形成太阳能电池组件,必须将太阳能电池单元并排设置多个且串联连接,但此时需要以接合部件接合表面电极和相邻的太阳能电池单元的背面电极。
近年来,在应对进一步高效率化的要求的高涨之下,被称为接触背(backcontact)型的太阳能电池的开发正在盛行。这是因为在连接多个接触背型太阳能电池单元时,能够在背面之间连接,因此在表面没有连接部件,受光效率也得到提高,并且外观也较佳。在接触背型的背面形成有P型电极和N型电极,并如梳齿交错嵌合那样地设置P型电极和N型电极梳痕之间。
通过这样将P型电极和N型电极交替地紧密地设置,从而载流子损失减少,这成为实现高发电效率的一个主要因素,尽可能增加P型电极和N型电极混在一起的面积,这就是实现高效率的要素。
接着,对关于太阳能电池的可靠性的课题进行如下说明。
作为太阳能电池的可靠性,通常是10年后的最大输出保证为初始值的90%以上、20年后保证为80%以上,但逐渐明确的是,随着太阳光发电的导入量增加,产生了从可靠性的观点来看并不希望的现象。
作为一例,举出产生被称为“热斑”的不良现象。这是由于太阳光发电***中的一部分太阳能电池单元、组件的发电电力分布的差异引起的发热现象,有可能会对***带来明显的破坏。进而,将被报告如下情况:太阳能电池单元产生裂缝;因一部分太阳能电池单元、连接箱的异常发热,导致太阳能电池单元表面被烧焦、异常发热的结果引发连接箱的变形、起火。
这些不良现象的原因各种各样,但考虑太阳能电池单元与接合部件的接合不良为其中一个原因(例如参照非专利文献1)。在长期使用的环境下,在太阳能电池单元和接合部件之间的焊锡接合部处裂纹伸展,从而集电效率降低,产生太阳能电池单元、组件的发电电力分布的差异,出现上述的热斑等发热现象。
这样的接合不良在薄型基板状的太阳能电池单元中进一步变得显著。例如,在由以往的300~500μm左右的厚度做成为小于200μm的厚度的太阳能电池单元正成为主流的情况下,因上述的接合部件焊接时的热应力导致的太阳能电池单元的翘曲变大,容易产生电极剥离等接合不良,使接合部的可靠性进一步降低。
另外,在之前说明的接触背型太阳能电池单元的焊锡接合部中所产生的电子和空穴再结合而消失的比率,与接合部的面积成正比地增加,因此焊锡接合部成为发电无效部。在接触背型太阳能电池单元的发电效率的提高方面,需要使作为发电无效部的焊锡接合部进一步变小,为了使焊锡接合部变小,要求提高各焊锡接合部的可靠性。作为提高焊锡接合部的可靠性的方法,将焊锡接合层厚度控制为一定厚度以上且均匀,从而能够使接合部的可靠性进一步提高(例如参照非专利文献2)。
另外,公开了一种用于在太阳能电池单元接合部件间的接合中,确保更高可靠性的太阳能电池单元接合部件形状和接合方法。
公开了一种如下的方法,即:通过对接合部件表面赋予凹凸形状,从而利用该凹凸形状使接合部件被均匀加热,实现可靠性高的接合部(例如参照专利文献1)。通过对接合部件表面赋予凹凸形状,能够容易加热且以短时间的处理实现太阳能电池单元与连接部件的接合。
这是因为,遮盖材料的有效表面积与未进行处理的表面相比扩大,在以卤素或热空气进行加热时,更为容易且迅速地得到所需要的热。若遮盖材料为等质的,则整个层被均匀加热,能够在大范围内进行太阳能电池单元与接合部件的接合。
另外,还公开了如下的方法:在接合部件中,在焊锡接合部的中心位置处设有贯穿孔,通过贯穿孔,将位于贯穿孔下且电极上的焊锡层由加热机构直接加热,从而将接合部件与电极进行焊锡接合(例如参照专利文献2)。通过不是对太阳能电池单元与连接部件的整体进行加热而是进行局部加热,焊接时的热应力引起的太阳能电池的翘曲得到缓和,施加于接合部的剪切应力也得到缓和,从而接合部的可靠性提高。但是,除了确保接合部的可靠性之外,重要的还有控制接合部的厚度、从接合部排出助焊剂、以及降低空洞的产生,而现有的接合部件形状并不充分。
【专利文献1】日本特表2008-543062号公报
【专利文献2】日本特开2008-235549号公报
【专利文献3】日本特开2009-176782号公报
【专利文献4】日本特表2008-502149号公报
【专利文献5】美国专利申请公开第2005/0268959号说明书
【专利文献6】日本特开平8-298334号公报
【专利文献7】国际公开第2011/105510号
【专利文献8】美国专利申请公开第2004/0016456号说明书
【非专利文献1】“太陽電池モジュールの信頼性と評価手法”(阪本貞夫),応用物理,第79巻,第5号(2010),p400-443
【非专利文献2】“両面放熱パワーモジュール用Pbフリーはんだ材料”(坂本善次,平野尚彦,奥村知巳,鶴田加一,高木晶子),ProC.of the15th Symposium on MiCrojoining anD Assembly TeChnology in EleCtroniCs(2009),p95-100
发明内容
在专利文献1所记载的、对接合部件赋予凹凸形状的技术中,无法充分地确保接合层厚度。预先在导电材料镀上焊剂,接合层厚度取为与电镀厚度大致相同的厚度。电镀厚度通常为30μm左右为止,从可靠性的观点出发考虑优选50μm左右的接合层厚度,在没有增加糊状或线状的焊锡时,接合层厚度薄,无法实现可靠性高的接合部。
但是,若接合层厚度超过1mm,则在接合时和其之后的工序中,该接合层变为应力集中部位,这成为太阳能电池单元的破损产生原因。另外,在增加了焊锡时,已挥发的助焊剂陷入到接合层内部,这成为空洞产生的主要原因,将变为可靠性低的接合部。
另外,在现有例所示的专利文献2所记载的接合部件中,在接合部件上具有贯穿孔,使用激光通过贯穿孔对焊锡进行加热。此时,难以对激光照射部以外提供用于确保足够的接合层厚度的焊锡量。
除上述之外,还公开了各种关联技术(例如参照专利文献3~8)。例如,在专利文献3~5公开了一种太阳能电池组件,其包括第一太阳能电池单元、第二太阳能电池单元以及连接部件,该连接部件与上述第一太阳能电池单元和上述第二太阳能电池单元电连接、并且具有从上表面贯穿下表面为止的切口。通过设置切口,能够缓和施加在太阳能电池组件上的应力。但是,上述切口设置在除电连接部位之外的部分上,并不涉及电连接。另外,公开了在专利文献3的连接部件的一部分形成有向第一太阳能电池单元、第二太阳能电池单元侧突出的突出部。但是,该突出部也是缓和施加在太阳能电池组件上的应力,并不涉及电连接。因此,根据专利文献3~5所公开的发明,无法提高连接部件与第一、第二太阳能电池单元的连接可靠性。
专利文献6也公开了具有从上表面贯穿到下表面为止的贯穿孔的连接部件。但是,该贯穿孔是为了避免焊线与太阳能电池单元发生干扰而设置的,并不是提高连接部件与太阳能电池单元的连接可靠性的部件。在专利文献7中公开了一种具有布线导体的太阳能电池组件,该布线导体具有朝向太阳能电池元件一侧、从开口部的边缘的一部分峭立的突出部。但是,该突出部与电力取出电极直接接触,并不是提高焊锡层与太阳能电池单元的连接可靠性的部件。在专利文献8中公开了一种光电转换装置的制造方法,该光电转换装置中,设置在导电体层的一部分上的突起与配置在突起上的球状元件的经由电极焊锡直接连接。但是,也没有暗示出通过使焊锡层的厚度保持恒定来提高半导体元件与焊锡的连接可靠性的技术。
本发明是鉴于这样的课题而完成的,其目的在于提供一种太阳能电池组件,其通过稳定地确保足够的焊锡接合层厚度,具有长期使用下的可靠性。
本发明的太阳能电池组件包括:相邻的2个以上的太阳能电池单元;连接部件,其将上述太阳能电池单元之间电连接;以及焊锡层,其配置在上述太阳能电池单元和上述连接部件之间,在上述连接部件上,在与第一太阳能电池单元和第二太阳能电池单元的连接部相对应的部位以能够各自流入焊锡的方式形成有第一开孔和第二开孔,进而,在上述第一开孔和上述第二开孔各自的外周的一部分,朝向上述太阳能电池单元一侧在同一面侧突出地形成有第一突起部和第二突起部,在上述连接部件的长度方向的中心线上,分别形成有上述第一开孔和上述第二开孔,上述第一突出部和上述第二突起部的高度为50μm以上且1mm以下。
利用这样的结构,能够提高太阳能电池单元与接合部件之间的焊锡接合部的可靠性。连接部件优选具有50μm以上且1mm以下的多个突起。这是因为,利用这样的结构能够将焊锡接合层厚度控制在50μm以上,而不造出成为太阳能电池单元破损原因的应力集中部。
如上所述,通过在本发明的太阳能电池单元连接部件中,稳定地确保足够的焊锡接合层厚度,从而能够提供一种具有20年以上长期使用下的可靠性的太阳能电池组件。
附图说明
图1是实施方式的太阳能电池组件的俯视图。
图2是实施方式的太阳能电池组件的俯视图。
图3A是实施方式的太阳能电池组件的连接部的俯视图,图3B是实施方式的太阳能电池组件的连接部的剖面图。
图4A是表示对实施方式的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图,图4B是表示对实施方式的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
图5A是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图,图5B是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
图6A是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图,图6B是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
图7A是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图,图7B是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
图8是实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部的俯视图。
图9A是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图,图9B是表示对实施方式的变形例的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
图10是表示加速实验后的焊锡接合层厚度与裂纹产生部位的相关性的图。
标记说明
1a  第一太阳能电池单元
1b  第二太阳能电池单元
2  连接部件
3a  第一突起部
3b  第二突起部
4a  第一开孔
4b  第二开孔
5  焊锡层(焊线)
6  加热单元
具体实施方式
以下举出实施方式说明本发明,但本发明并不限于以下的实施方式。对于图中具有相同功能或类似功能的部件标以相同或类似的标记并省略说明。其中,图为示意性的图。因此,具体的尺寸等应对照以下的说明来进行判断。另外,显然,在附图相互之间也包含相互的尺寸的关系或比率不同的部分。
(实施方式)
图1是实施方式的太阳能电池组件的俯视图。在此以接触背型的太阳能电池单元为例进行表示。如图1所示,太阳能电池组件包括:相邻的2个太阳能电池单元1a、1b;将太阳能电池单元1a、1b电连接以及机械连接的矩形板状的连接部件2;配置在太阳能电池单元1和连接部件2之间的焊锡层。
如图2所示,太阳能电池组件也可以是多个太阳能电池单元配置成一条直线状的带10a的方式。另外,也可以是,多个带10a、10b、…10x并列地配置,相邻的带的两端之间利用过渡布线而被电连接和机械连接、即所谓的组件100的方式。
在此,“电连接”指的是例如太阳能电池单元1a与太阳能电池单元1b的不同的极性经由作为导电部件的连接部件2和焊锡层5而连接。“物理连接”指的是例如太阳能电池组件在制造、运输、安装时能够维持作为太阳能电池组件的形态的程度下,太阳能电池单元相互之间接合在一起。另外,“太阳能电池组件”指的是具有电连接的2个以上的太阳能电池单元的组件,是包括带形态、以及多个带并列配置的形态的概念。
图3A是实施方式的太阳能电池组件的连接部的俯视图。图3B是实施方式的太阳能电池组件的连接部的剖面图。
如图3A所示,连接部件2在沿着连接部件2的长度方向的、与第一太阳能电池单元1a和第二太阳能电池单元1b的连接部相对应的部位,为了使其可分别流入焊锡而形成了第一开孔4a和第二开孔4b。并且,如图3B所示那样,在第一开孔4a和第二开孔4b各自的外周的至少一部分,朝向太阳能电池单元1一侧形成有第一突起部3a和第二突起部3b。这里,方锥状的第一突起部3a、第二突起部3b在与带的长度方向垂直的方向上每3个排列配置。这是因为通过每3个排列,能够在太阳能电池单元1上稳定地配置连接部件2的缘故。此外,第一突起部3a、第二突起部3b中各自的突起部的个数不限于3个,如果能稳定配置,则设为几个均可。
在此,“外周”指的是开孔与焊锡层边缘部之间的区域。为了确保从开孔注入的焊锡的润湿扩展,优选如图3A、图3B所示那样设置突起部以避开开孔的边缘部A1。另外,为了稳定地确保焊锡层的足够的厚度,优选以使突起部的顶点位于比焊锡层的润湿扩展区域的边缘部A2更靠开孔侧的方式设置突起部。突起部例如能够在除去边缘部A1和边缘部A2之外的、开孔与焊锡层边缘部之间的区域A3内设置。
如图3B所示那样,作为焊锡层5,优选的是以从第一开孔4a到第一突起部3a的方式连续地形成有第一焊锡层5a,以从第二开孔4b到达第二突起部3b的方式连续地形成有第二焊锡层5b。这是因为太阳能电池单元1a、1b与连接部件2的连接强度提高的缘故。
在连接部件2的第一开孔侧4a的外周的一部分,以可从连接部件2的上表面观察到的方式从第一开孔4a连续地形成有焊锡层5的焊脚。另外,优选在连接部件2的第二开孔侧4b的外周的一部分,以可从连接部件2的上表面观察到的方式从第二开孔4b连续地形成有焊锡层5的焊脚。
这是因为由于形成有焊脚,在焊锡接合层中裂纹变得难以伸展,从而接合可靠性提高的缘故。另外,若能够稳定地形成焊脚,则在接合部的检验中能够应用借助于照相机的焊脚检查,容易进行工序内的检验。即,这是因为,除了粘合强度提高之外,还容易区别焊锡层5是否已良好地润湿扩展。
图4A是表示对实施方式的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的俯视图。图4B是表示对实施方式的太阳能电池组件的连接部填充焊锡时的状态的剖面图。
优选的是,如图4A所示,在包含连接部件2的长度方向的中心线的区域,分别形成有第一开孔4a和第二开孔4b。这是因为太阳能电池单元1a、1b与连接部件2的连接强度提高的缘故。更为优选的是,第一开孔4a和第二开孔4b的中心位于连接部件2的长度方向的中心线。这是为了使应力良好地缓和的缘故。
优选的是,隔着第一开孔4a而对称地形成多个突起3a,另外隔着第二开孔4b而对称地形成多个突起3b。这是因为,通过使施加在连接部上的应力分散,从而太阳能电池单元1a、1b与连接部件2的连接强度提高。
如图4B所示,作为第一开孔4a和第二开孔4b,分别设置有从连接部件2的上表面到达下表面的第一贯穿孔和第二贯穿孔。这是因为,通过预先设置贯穿孔,能够比从连接部件2的侧面填充焊锡更为容易地将焊锡经由贯穿孔填充在连接部件2与太阳能电池单元1a、1b之间。此外,只要是贯穿孔则没有特别限制,除了可以取为图示的椭圆形之外,也可以取为圆形或后述的四边形。
为了将焊锡提供到太阳能电池单元1a、1b与连接部件2之间,如图4B所示,由激光等加热单元6对焊线5进行加热,将焊锡提供到太阳能电池单元与连接部件之间即可。这是因为,通过润湿扩展到由连接部件突起部3所确保的单元连接部件之间的空间,从而形成具有足够的接合层厚度的接合部。
优选第一突起部3a和第二突起部3b的高度与焊锡层5的厚度相同。这是从连接可靠性的观点出发的缘故。即,这是因为,若第一突起部3a、第二突起部3b的高度大于焊锡层5的厚度,则在连接部件2与太阳能电池单元1a、1b之间产生间隙,会导致连接强度降低。具体而言,第一突起部3a和第二突起部3b的高度优选为50μm以上且1mm以下。这是因为能够确保理想的接合层厚度而能够抑制太阳能电池单元的破损。
连接部件2优选由锡或者包含锡的焊锡材料电镀。这是因为,若由锡或者焊锡材料电镀,则针对焊锡的润湿性提高,从而成为空洞少、形成有焊脚的、可靠性高的接合部。连接部件2的芯材料优选由金属特别是铜、或者合金特别是铜合金构成。此外,铜优选进行退火而具有延展性。在通常使用环境下的温度周期下,使与接合部相关的应力缓和,能够期待可靠性的提高。
这些连接部件的材质只要是导电性高的材料即可,并没有特别限定,但能够使用Cu、Ag、Au、Pt、Sn或包含它们的合金等。另外,也可以使用树脂材料与金属的复合材料。作为树脂材料与金属的复合材料,例如能够使用将树脂片与连接部件用粘合材料等贴合而成的材料等。上述那样的太阳能电池单元的连接部件形状只不过是例示出本发明中的典型例。
(实施方式的变形例)
如上所述,本发明通过实施方式加以记载,但不应理解为构成该公开内容的一部分的表述和附图用以限定本发明。根据该公开内容,本领域技术人员将会明确各种替代的实施方式、实施例以及运用技术。
例如,在实施方式中,如图3所示那样,将第一突起部3a、第二突起部3b的形状形成为方锥状。但是,第一突起部3a、第二突起部3b的形状不限于此。例如,也可以形成为图5A、图5B所示那样的、将突起部与接合部接触的面为平面状的第一、第二突起部31a、31b。在此,作为其一例,示出擂钵状的连接部件2A。
若由单晶硅或多晶硅构成的太阳能电池单元1被施加局部应力,则非常容易破损。在将连接部件2配置在太阳能电池单元1上并进行接合时,为了按压连接部件2而对太阳能电池单元1施加压力。
与图1所示的方锥状的连接部件突起部3的形状相比,在擂钵状的连接部件突起部3中,在连接部件2和太阳能电池单元1发生了接触时,接触的面积增加,因此施加给太阳能电池单元1的应力降低,太阳能电池单元的破损被抑制。
另外,图3的第一突起部3a、第二突起部3b的形状也可以形成为例如图6A、图6B所示那样的槽状的第一突起部32a、第二突起部32b。这是因为,通过形成为具有槽状的第一突起部32a、第二突起部32b的连接部件2B,能够抑制焊锡润湿扩展到由P型电极和N型电极构成的梳齿型电极部,抑制由P型电极和N型电极的短路导致的太阳能电池单元的性能降低。
进而,也可以是,如图7A、图7B所示那样,以与第一开孔41a、第二开孔41b排列在一条直线上的方式沿着连接部件2C的长度方向形成第三开孔41c、第四开孔41d。另外,图3的第一开孔4a、第二开孔4b的形状不限于椭圆形,也可以如图7A、图7B所示那样为四边形。另外,开孔的个数也可以是针对接合部的1个部位设为多个。为了确保焊锡到接合部整体的润湿扩展,将开孔设为多个,使焊线5、加热单元6在图7B的箭头标记的方向扫描,无论接合部的尺寸如何都确保焊锡的润湿扩展,从而能够实现可靠性高的接合部。
另外,用于接合的焊锡材料不限于焊线,也可以是焊锡膏。焊锡膏涂敷在太阳能电池单元侧的接合部的中心。太阳能电池单元和连接部件通过焊锡膏而连接,焊锡膏变为缓冲物,从而抑制接合时产生太阳能电池单元的破损。另一方面,作为点胶用焊锡膏的助熔剂的含有量,重量比为13%左右,与焊线的3~4%左右相比,包含多达3~4倍左右。
在焊锡接合时的加热中飞散出的许多助熔剂与太阳能电池单元或密封材料发生化学反应,这成为组件可靠性降低的主要原因。另外,飞散出的助熔剂附着在生产设备内部,清扫维护的频率增多,导致生产性降低。
接着,使用图8,采用上述以外的突起部3的结构进行说明。
图8示出太阳能电池单元1、连接部件突起部3、以及连接部件贯穿孔4的位置关系。连接部件突起部3位于以“S”、“T”、“U”、“V”、“W”、“X”、“Y”、“Z”所示的部位的全部或一部分。在图5中,若突起部位于“T”和“Z”的位置,则焊锡容易润湿扩展到太阳能电池单元1的接合部和连接部件2的整体。此时,能够通过还润湿扩展到连接部件2的端面来形成焊脚。
考虑为由于形成有焊脚,裂缝难以伸展在焊锡接合层中,从而具有接合可靠性提高的效果。另外,若能够稳定地形成焊脚,则能够在接合部的检验中应用借助于摄像机的焊脚检查,容易进行工序内的检验。另外,在图5中,若在“S”、“V”、“U”、“W”、“Z”、“Y”具有连接部件突起部3,则连接部件2能够更稳定地配置在太阳能电池单元1上。
另外,在图8中,若在“S”、“V”、“X”、“Y”具有连接部件突起部3,则连接部件2能够稳定地配置,并且能够在每个接合部的一边的端面形成焊脚。进而,在图5中,对于在“S”、“Y”上具有连接部件突起部3的情况和在“W”、“U”具有连接部件突起部3的情况,能够期待与在“S”、“V”、“X”、“Y”具有连接部件突起部3的情况同样的效果。对于连接部件突起部的个数而言,连接部件突起部的个数只要针对1个接合部为1个以上,则设为几个都可以。
使用了该部件的组件由以下的工序完成。在太阳能电池组件的结构中,太阳能电池单元被密封材料密封,在表面侧安装有作为保护部件的玻璃板,并且在背面侧安装有树脂制成的薄膜作为保护部件而形成层叠体。另外,在其周围安装有铝框。
密封太阳能电池单元的密封材料优选使用粘合性合成树脂,例如可以使用乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、透明的改性聚乙烯、改性聚丙烯、丙烯酸树脂、硅树脂等具有透光性的材料。其中,适合使用EVA。
另外,设置在表面侧的保护部件若考虑光的透射率或热膨胀率,则优选为玻璃。但是并不限于此,只要是能够透射太阳光、并能保护太阳能电池单元不受外力破坏的部件即可,也可以是合成树脂板或由合成树脂构成的薄膜。若使用树脂板或薄膜,则能够使组件变轻。若为合成树脂板或薄膜,则例如可以使用聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、氯乙烯树脂、PET树脂、PVF树脂制成的部件。
另外,设置在背面侧的保护部件若考虑操作性或轻量性则最好是合成树脂薄膜,但只要是能够防止水分或异物的浸入,则并不限于此,还能够使用玻璃板、合成树脂板、金属板、以及树脂与金属的复合板等。
也可以是,不采用图3的第一开孔4a、第二开孔4b的形状,而是如图9所示,从连接部件2D的长边的一端向连接部件2D的宽度方向的中心设置第一切口42a、第二切口42b。
如上所述,显然,本发明包括没有在此记载的各种实施方式等。因此,本发明的技术范围仅根据上述说明而由与适当的权利要求书相关的发明特定事项来确定。
实施例
对于加速实验后的焊锡接合层厚度与裂纹发生部位的相关性,进行了温度周期实验。将所得到的结果表示于图10。
作为实验片,制作出多个图1所示那样的具有2个太阳能电池单元的太阳能电池组件。各实验片的焊锡接合厚度设为图10所示的焊锡接合厚度。
之后,对于各实验片,从40℃迅速加热到90℃,之后从90℃迅速冷却到40℃。以该工序为1个周期,进行了200周期的加速实验。该加速实验是假设了使用10年左右的温度周期实验。
根据本加速实验的结果,通过使焊锡接合层厚度变厚,可知存在抑制产生裂纹的倾向。另外,为了保证20年以上的可靠性,在进一步增加了周期数的实验中,重要的是抑制裂纹的产生,因此考虑需要20μm以上、优选为50μm以上的连接部件突起部。
本申请主张基于本申请人在先申请的日本专利申请特愿2011-142559号(申请日2011年6月28日)的优先权,其说明书的内容作为参考而编入为本发明的一部分。
产业上的可利用性
如上所述,本发明形成与单晶或多晶硅太阳能电池单元的接合的可靠性高的接合部而能够应用为太阳能电池单元的连接部件,而且在薄膜硅太阳能电池等要求长期使用下的可靠性的太阳能电池的连接部件中为有用的发明。

Claims (13)

1.太阳能电池组件,包括:
相邻的2个以上的太阳能电池单元;
连接部件,其将上述太阳能电池单元之间电连接;以及
焊锡层,其配置在上述太阳能电池单元和上述连接部件之间,
在上述连接部件上,在与第一太阳能电池单元和第二太阳能电池单元的连接部相对应的部位以能够各自流入焊锡的方式形成有第一开孔和第二开孔,
进而,在上述第一开孔和上述第二开孔各自的外周的一部分,朝向上述太阳能电池单元一侧在同一面侧突出地形成有第一突起部和第二突起部,
在上述连接部件的长度方向的中心线上,分别形成有上述第一开孔和上述第二开孔,
上述第一突出部和上述第二突起部的高度为50μm以上且1mm以下。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
作为上述第一开孔和上述第二开孔分别设置有从上述连接部件的上表面到达下表面的第一贯穿孔和第二贯穿孔。
3.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
隔着上述第一开孔对称地形成有多个第一突起部,隔着上述第二开孔对称地形成有多个第二突起部。
4.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述第一突起部和上述第二突起部为方锥状。
5.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述第一突起部和上述第二突起部为擂钵状。
6.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述第一突起部和上述第二突起部为槽状。
7.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述连接部件以与上述第一开孔、上述第二开孔在一条直线上排列的方式沿着上述连接部件的长度方向还形成有第三开孔、第四开孔。
8.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
作为上述第一开孔、上述第二开孔,从上述连接部件的长边的一端向上述连接部件的宽度方向的中心设置有切口。
9.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述第一突起部和上述第二突起部的高度与上述焊锡层的厚度相同。
10.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述太阳能电池组件包括多个带,该带由多个上述太阳能电池单元呈一条直线状配置而成,
上述多个带并列配置,相邻的上述带的两端之间通过过渡布线而被电连接和机械连接。
11.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述焊锡层以从上述第一开孔到上述第一突起部的方式连续地形成有第一焊锡层,并且以从上述第二开孔到上述第二突起部的方式连续地形成有第二焊锡层。
12.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
在上述连接部件的上述第一开孔侧的外周的一部分,以可从上述连接部件的上表面观察到的方式从上述第一开孔连续地形成有上述焊锡层的焊脚,
在上述连接部件的上述第二开孔侧的外周的一部分,以可从上述连接部件的上表面观察到的方式从上述第二开孔连续地形成有上述焊锡层的焊脚。
13.如权利要求1所述的太阳能电池组件,其中,
上述第一突起部形成在上述第一开孔和上述焊锡层边缘部之间,以避开上述第一开孔的边缘部;
上述第二突起部形成在上述第二开孔和上述焊锡层边缘部之间,以避开上述第二开孔的边缘部。
CN201280003076.9A 2011-06-28 2012-06-28 太阳能电池组件 Expired - Fee Related CN103125027B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-142559 2011-06-28
JP2011142559 2011-06-28
PCT/JP2012/004204 WO2013001822A1 (ja) 2011-06-28 2012-06-28 太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103125027A CN103125027A (zh) 2013-05-29
CN103125027B true CN103125027B (zh) 2015-09-16

Family

ID=47423740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280003076.9A Expired - Fee Related CN103125027B (zh) 2011-06-28 2012-06-28 太阳能电池组件

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9379267B2 (zh)
EP (1) EP2615647B1 (zh)
JP (1) JP5162052B2 (zh)
CN (1) CN103125027B (zh)
WO (1) WO2013001822A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8636198B1 (en) * 2012-09-28 2014-01-28 Sunpower Corporation Methods and structures for forming and improving solder joint thickness and planarity control features for solar cells
EP2802017A1 (de) * 2013-05-08 2014-11-12 Komax Holding AG Solarzellen-String, Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden von Solarzellen zu einem Solarzellen-String
WO2016065952A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-06 Byd Company Limited Solar cell unit, solar cell array, solar cell module and manufacturing method thereof
US9966487B2 (en) * 2015-12-14 2018-05-08 Solarcity Corporation Strain relief apparatus for solar modules
CN110380683A (zh) * 2018-04-13 2019-10-25 北京汉能光伏投资有限公司 一种智能拼接控制盒及其布线方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201274292Y (zh) * 2008-09-13 2009-07-15 胡玉海 太阳能光伏组件用印刷线路板集成汇流带

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02235379A (ja) * 1989-03-08 1990-09-18 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池モジュール
JPH08298334A (ja) 1995-04-26 1996-11-12 Mitsubishi Electric Corp 太陽電池板
US20040016456A1 (en) 2002-07-25 2004-01-29 Clean Venture 21 Corporation Photovoltaic device and method for producing the same
DE102004013833B4 (de) * 2003-03-17 2010-12-02 Kyocera Corp. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
US20070295381A1 (en) * 2004-03-29 2007-12-27 Kyocera Corporation Solar Cell Module and Photovoltaic Power Generator Using This
US7390961B2 (en) 2004-06-04 2008-06-24 Sunpower Corporation Interconnection of solar cells in a solar cell module
JP4683466B2 (ja) * 2005-03-02 2011-05-18 株式会社Neomaxマテリアル 太陽電池用電極接続線材及びその線材によって接続された太陽電池
AT502004B1 (de) 2005-06-01 2007-07-15 Outokumpu Copper Neumayer Gmbh Elektrisches verbindungselement, verfahren zu seiner herstellung und solarzelle und modul mit verbindungselement
JP4290747B2 (ja) * 2006-06-23 2009-07-08 シャープ株式会社 光電変換素子およびインターコネクタ付き光電変換素子
JP2008235549A (ja) 2007-03-20 2008-10-02 Sharp Corp 太陽電池装置およびその製造方法
JP2009130117A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Sharp Corp 太陽電池セルおよび半導体装置連結体ならびにその接続配線
JP2009176782A (ja) 2008-01-21 2009-08-06 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP2010182851A (ja) * 2009-02-05 2010-08-19 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
JP5644759B2 (ja) 2009-03-11 2014-12-24 信越化学工業株式会社 太陽電池セル電極の接続用シート、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュール
KR101612955B1 (ko) 2009-06-17 2016-04-15 엘지전자 주식회사 인터커넥터 및 이를 구비한 태양 전지 모듈
KR101130197B1 (ko) * 2009-09-28 2012-03-30 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈 및 그 제조 방법
US8829333B2 (en) 2010-02-24 2014-09-09 Kyocera Corporation Solar cell module and method for manufacturing same
KR20120044540A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 엘지전자 주식회사 태양전지 패널 및 이의 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201274292Y (zh) * 2008-09-13 2009-07-15 胡玉海 太阳能光伏组件用印刷线路板集成汇流带

Also Published As

Publication number Publication date
US20130206204A1 (en) 2013-08-15
WO2013001822A1 (ja) 2013-01-03
EP2615647B1 (en) 2017-02-22
EP2615647A4 (en) 2014-03-12
JP5162052B2 (ja) 2013-03-13
CN103125027A (zh) 2013-05-29
EP2615647A1 (en) 2013-07-17
US9379267B2 (en) 2016-06-28
JPWO2013001822A1 (ja) 2015-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11978818B2 (en) Solder strip applied to shingled solar cell module
US8440907B2 (en) Solar cell, solar cell string and solar cell module
US11183606B2 (en) Method for fabricating a solar module of rear contact solar cells using linear ribbon-type connector strips and respective solar module
JP4684075B2 (ja) 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
CN103125027B (zh) 太阳能电池组件
JP3220955U (ja) 太陽電池ユニット及びその製造方法、アセンブリ、システム
WO2022247057A1 (zh) 一种背接触太阳能电池串及制备方法、组件及***
JP2017529704A (ja) メインゲートフリーで高効率なバックコンタクト太陽電池モジュール、アセンブリ及び製造プロセス
JP6829680B2 (ja) 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN214898458U (zh) 一种背接触太阳能电池串、组件及***
JP4040662B1 (ja) 太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
US20120211050A1 (en) Solar battery module
JP2010251569A (ja) 太陽電池モジュール
JP4931445B2 (ja) インターコネクタ付き太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
RU2651642C1 (ru) Фотоэлектрический преобразователь с самовосстанавливающимся контактом
JP5019777B2 (ja) インターコネクタ付き太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
CN116632118B (zh) 光伏组件的制备方法
Van Dyck et al. Woven multi-ribbon interconnection for back-contact cells: Extending the functionality of the encapsulant
JP5851355B2 (ja) 受光素子モジュールおよびその製造方法
JP2015225958A (ja) 太陽電池モジュールおよびその製造方法
JP2013219251A (ja) 光電変換装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150916

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee