JP2001210850A - Solar battery module - Google Patents

Solar battery module

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JP2001210850A
JP2001210850A JP2000015090A JP2000015090A JP2001210850A JP 2001210850 A JP2001210850 A JP 2001210850A JP 2000015090 A JP2000015090 A JP 2000015090A JP 2000015090 A JP2000015090 A JP 2000015090A JP 2001210850 A JP2001210850 A JP 2001210850A
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JP
Japan
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module
lead wire
film
solar cell
electrode terminal
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Pending
Application number
JP2000015090A
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Japanese (ja)
Inventor
Miwa Tsuji
美輪 辻
Satoshi Shibuya
聡 澁谷
Junji Nakajima
潤二 中島
Hideaki Oyama
秀明 大山
Kuniyoshi Omura
邦嘉 尾村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Battery Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JP2001210850A publication Critical patent/JP2001210850A/en
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    • 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
    • Y02E10/543Solar cells from Group II-VI materials

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-output solar battery module which can secure high reliability for a long period even under severe environmental conditions by using a solar battery sub-module the electrode terminal of which is fitted with a lead wire having improved weatherability with an increased fitting strength. SOLUTION: The lead wire which electrically connects the output terminal of the solar battery module to the electrode terminal of the sub-module is fitted to the electrode terminal of the sub-module with conductive paste and the fitted portion of the lead wire is coated with a coating agent.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池モジュー
ルの出力と長期信頼性を向上させる技術に関するもの
で、特に、モジュールの出力端子とサブモジュールの電
極端子を電気的に導通させるリード線を、前記電極端子
に取り付ける技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technology for improving the output and long-term reliability of a solar cell module. In particular, the present invention relates to a lead wire for electrically connecting an output terminal of a module and an electrode terminal of a sub-module. The present invention relates to a technique for attaching to the electrode terminal.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、エネルギー資源の将来的な枯渇が
危惧されており、この問題を打開するための有効なエネ
ルギー源として太陽電池が注目され、その高効率化およ
び低コスト化などが大きな課題とされている。なかで
も、大面積化が容易な薄膜系太陽電池は、大幅な低コス
ト化が可能であることから、そのエネルギー変換効率の
向上が強く望まれている。この薄膜系太陽電池の代表的
なものとして、バンドギャップの広い窓層としてn型半
導体である硫化カドミウム(CdS)膜を用い、バンド
ギャップの狭い吸収層としてp型半導体であるテルル化
カドミウム(CdTe)膜を用いた化合物半導体太陽電
池が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, there is a concern that energy resources will be depleted in the future, and solar cells are attracting attention as an effective energy source for overcoming this problem. High efficiency and low cost are major issues. It has been. Above all, thin-film solar cells, which can be easily enlarged, can be significantly reduced in cost. Therefore, it is strongly desired to improve the energy conversion efficiency. As a typical example of this thin-film solar cell, a cadmium sulfide (CdS) film, which is an n-type semiconductor, is used as a window layer having a wide band gap, and cadmium telluride (CdTe), which is a p-type semiconductor, is used as an absorption layer having a narrow band gap. 2. Related Art A compound semiconductor solar cell using a film is known.

【0003】図3に従来のCdS/CdTe太陽電池サ
ブモジュールの概略断面図を示し、その構成を説明す
る。まず、ガラス基板などの透光性基板1上に、酸化イ
ンジウム(In23)、二酸化錫(SnO2)などから
なる透明導電膜2が所定のパターンで形成されている。
その上にCdS膜3が形成され、スクライブされて各セ
ル単位の膜に分割される。次いで、例えば近接昇華法な
どにより、CdTe膜4がCdS膜3上に形成され、ス
クライブされて各セル単位の膜に分割される。さらに、
CdTe膜4上にカーボン電極5が形成され、セル群が
構成される。このカーボン電極5から隣接セルのCdS
膜3および透明導電膜2にかけて、Ag電極6が形成さ
れ、各セルが電気的に直列に接続される。さらに、一端
のセルのCdTe膜4上、および他端のセルのCdS膜
の露出部にもAg電極7(+側電極端子)およびAg電
極8(−側電極端子)が形成される。このようにして、
直列に接続されたセル群からなる発電要素が透光性基板
上に形成され、CdS/CdTe太陽電池のサブモジュ
ールが構成される。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a conventional CdS / CdTe solar cell submodule, and its configuration will be described. First, a transparent conductive film 2 made of indium oxide (In 2 O 3 ), tin dioxide (SnO 2 ), or the like is formed in a predetermined pattern on a light transmitting substrate 1 such as a glass substrate.
A CdS film 3 is formed thereon, scribed and divided into films of each cell unit. Next, the CdTe film 4 is formed on the CdS film 3 by, for example, the proximity sublimation method, and is scribed to be divided into films of each cell unit. further,
A carbon electrode 5 is formed on the CdTe film 4 to form a cell group. From this carbon electrode 5, CdS
An Ag electrode 6 is formed over the film 3 and the transparent conductive film 2, and the cells are electrically connected in series. Further, an Ag electrode 7 (+ side electrode terminal) and an Ag electrode 8 (− side electrode terminal) are formed on the CdTe film 4 of the one end cell and also on the exposed portion of the CdS film of the other end cell. In this way,
A power generation element composed of a series of cells connected in series is formed on a translucent substrate to form a submodule of a CdS / CdTe solar cell.

【0004】次いで、このサブモジュールを用いて太陽
電池モジュールを構成するために、まず、モジュールの
出力端子とサブモジュールの電極端子を電気的に導通さ
せる+側および−側の各リード線9aおよび9bが、前
記+側および−側の各電極端子(Ag電極7および8)
上に取り付けられる。このリード線を前記の各電極端子
に取り付ける際に重要なことは、太陽電池サブモジュ−
ルの出力電力ロスを低減するために、電極端子とリード
線を低抵抗で導通させ、しかも、この状態を長期に亘り
維持できるように、十分な耐候性と機械的強度を備えた
取り付けを行うことである。特に、高温や多湿あるいは
酸性雨などの過酷な環境下において、太陽電池モジュー
ルとしての長期信頼性を確保するためには、各電極端子
へのリード線の取り付け状態を上記のように実現するこ
とがポイントとなる。
Then, in order to construct a solar cell module using this sub-module, first, lead wires 9a and 9b on the positive and negative sides for electrically connecting the output terminal of the module and the electrode terminal of the sub-module, respectively. Are the + and-side electrode terminals (Ag electrodes 7 and 8)
Mounted on top. What is important when attaching this lead wire to each of the electrode terminals is that the solar cell sub-module
In order to reduce the output power loss of the device, the electrode terminal and the lead wire should be connected with low resistance, and be installed with sufficient weather resistance and mechanical strength so that this state can be maintained for a long time. That is. In particular, in a severe environment such as high temperature, high humidity, or acid rain, in order to ensure long-term reliability as a solar cell module, it is necessary to realize the mounting state of the lead wires to each electrode terminal as described above. Points.

【0005】前述のサブモジュールの出力電力のロスを
低減して太陽電池モジュールを高出力化する方法とし
て、銀粉などの導電剤を含む導電性ペースト10を用い
て、リード線を電極端子に接続する方法が提案されてい
る。例えば特開平3−219679号公報では、光起電
力素子において透光性絶縁支持体に形成された透明電極
(透明導電膜)と光反射性銀電極に対し、銀ペーストに
よりリード線を取り付けて接続する方法が提案されてお
り、これによりリード線取り付け部の良好な電気的導通
を確保し、太陽電池の出力を高めようとするものであ
る。
As a method of increasing the output of the solar cell module by reducing the loss of the output power of the submodule, a lead wire is connected to an electrode terminal using a conductive paste 10 containing a conductive agent such as silver powder. A method has been proposed. For example, in JP-A-3-219679, in a photovoltaic element, a lead wire is attached to a transparent electrode (transparent conductive film) formed on a translucent insulating support and a light-reflective silver electrode by attaching a lead wire with a silver paste. A method has been proposed in which good electrical continuity of the lead wire attachment portion is ensured and the output of the solar cell is increased.

【0006】上記の他にも、一部を除去して溝部を設け
た透明電極に銀ペーストによってリード線を取り付ける
方法((特開平2−155277号公報)なども提案さ
れている。しかし、これらの方法ではサブモジュールの
出力電力のロスを使用初期には低減できるが、リード線
取り付け部分の取り付け強度と耐候性が不足しているた
め、機械的な外力や過酷な環境条件下では電気的導通の
異常が発生しやすく、長期信頼性を備えた太陽電池モジ
ュールを構成することができなかった。
In addition to the above, there has been proposed a method of attaching a lead wire to a transparent electrode having a groove by removing a part thereof (JP-A-2-155277). Although the method of (1) can reduce the loss of the output power of the sub-module in the early stage of use, since the mounting strength and weather resistance of the lead wire mounting part are insufficient, it can be electrically connected under mechanical external force or severe environmental conditions. Of the solar cell module tends to occur, and a solar cell module having long-term reliability cannot be configured.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題点を解決し、サブモジュールの出力電力のロ
スを低減し、さらにリード線取り付け部分の取り付け強
度と耐候性を高め、太陽電池モジュールを高出力化する
とともに、長期信頼性を確保することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, reduces the loss of output power of the submodule, further increases the mounting strength and weather resistance of the lead wire mounting portion, The purpose is to increase the output of the battery module and ensure long-term reliability.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の太陽電池モジュールは、n型半導体層と
p型半導体層を備えた発電要素が透光性基板上に形成さ
れたサブモジュールを用いて構成された太陽電池モジュ
ールであって、前記太陽電池モジュールの出力端子と前
記サブモジュールの電極端子とを電気的に接続するリー
ド線が、導電性ペーストにより前記サブモジュールの電
極端子に取り付けられ、さらに前記リード線の取り付け
部分がコーティング剤により被覆されていることを特徴
とするものである。さらに、前記コーティング剤の主成
分はシリコン樹脂、ブチルゴムおよびエポキシ樹脂の群
から選ばれた一種以上、あるいはガラス粉であることが
好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a solar cell module according to the present invention comprises a power generating element having an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer formed on a light-transmitting substrate. A solar cell module configured using a sub-module, wherein a lead wire for electrically connecting an output terminal of the solar cell module and an electrode terminal of the sub-module is formed of a conductive paste using an electrode terminal of the sub-module. And a mounting portion of the lead wire is covered with a coating agent. Further, the main component of the coating agent is preferably at least one selected from the group consisting of silicone resin, butyl rubber and epoxy resin, or glass powder.

【0009】これにより、サブモジュールの電極端子と
リード線を低抵抗で導通させることができ、しかも機械
的な外力や高温、多湿、酸性雨などの過酷な環境条件に
曝された場合にも、リード線取り付け部分が酸化される
ことを防止できるので、電極端子にリード線が強固に取
り付けられた状態を長期にわたり維持することができ
る。このようにリード線が取り付けられたサブモジュー
ルを用いることにより、高出力で長期信頼性を備えた太
陽電池モジュールを構成することができる。さらに本発
明は、前記n型半導体層が硫化カドミウム膜、前記p型
半導体層がテルル化カドミウム膜、前記電極端子の主成
分が銀、および前記導電性ペーストの主成分が銀である
場合に、特に大きな効果が得られる。
[0009] Thereby, the electrode terminals of the submodule and the lead wires can be conducted with low resistance, and even when exposed to harsh environmental conditions such as mechanical external force, high temperature, high humidity, and acid rain. Since the lead wire attachment portion can be prevented from being oxidized, the state where the lead wire is firmly attached to the electrode terminal can be maintained for a long time. By using the submodule to which the lead wire is attached as described above, a solar cell module having high output and long-term reliability can be configured. Further, the present invention, when the n-type semiconductor layer is a cadmium sulfide film, the p-type semiconductor layer is a cadmium telluride film, the main component of the electrode terminal is silver, and the main component of the conductive paste is silver, Particularly great effects can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1に本発明の実施形態の一例と
して、CdS/CdTe太陽電池サブモジュールの断面
図を示し、これに沿って本発明によるCdS/CdTe
太陽電池の構成を詳細に説明すると共に、本発明の他の
実施形態についても説明する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a CdS / CdTe solar cell sub-module as an example of an embodiment of the present invention, along which a CdS / CdTe according to the present invention is shown.
The configuration of the solar cell will be described in detail, and another embodiment of the present invention will be described.

【0011】まず、ガラス基板などの透光性基板1上に
所定のパターンに形成された透明導電膜2上にCdS膜
3を形成する。この透明性導電膜2としては、高い光透
過性を有し、かつ低抵抗(好ましくは20Ω/□以下)
のもの、例えばIn23、In23・SnO2、(IT
O)、FをドープしたSnO2(FTO)、Sbをドー
プしたSnO2、In、Al、B、F、GaもしくはS
iをドープしたZnO、CdIn24、およびCdSn
4、CdO、Cd2SnO2、Zn2SnO4、In23
−ZnOなどの膜を用いることができる。
First, a CdS film 3 is formed on a transparent conductive film 2 formed in a predetermined pattern on a light transmitting substrate 1 such as a glass substrate. This transparent conductive film 2 has high light transmittance and low resistance (preferably 20 Ω / □ or less).
, Such as In 2 O 3 , In 2 O 3 .SnO 2 , (IT
O), F-doped SnO 2 (FTO), Sb-doped SnO 2 , In, Al, B, F, Ga or S
i-doped ZnO, CdIn 2 O 4 , and CdSn
O 4 , CdO, Cd 2 SnO 2 , Zn 2 SnO 4 , In 2 O 3
-A film of ZnO or the like can be used.

【0012】前記透明性導電膜2の上にn型半導体層と
して形成するCdS膜3は、例えば塗布焼結法、電解
法、スパッタ法、溶液成長法、化学気相成長法、有機金
属熱分解法、蒸着法、近接昇華法またはスプレー法など
を用いて製膜した後、レーザスクライブなどによりスク
ライブし、セル単位の膜に分割して形成することができ
る。なお、n型半導体層としては、CdS膜以外にZn
S、ZnSe,CdSeの膜を用いることもできる。
The CdS film 3 formed as an n-type semiconductor layer on the transparent conductive film 2 is formed by, for example, a coating sintering method, an electrolytic method, a sputtering method, a solution growth method, a chemical vapor deposition method, an organic metal thermal decomposition. After a film is formed by a method, a vapor deposition method, a proximity sublimation method, a spray method, or the like, the film can be scribed by laser scribing or the like to be divided into films in cell units. In addition, as the n-type semiconductor layer, Zn other than the CdS film is used.
A film of S, ZnSe, or CdSe can also be used.

【0013】次いで、前記CdS膜3上にp型半導体層
としてCdTe膜4を形成する。CdTe膜4は、例え
ば近接昇華法、蒸着法、スパッタ法などにより製膜した
後、サンドブラスト法などによりスクライブし、セル単
位の膜に分割して形成することができる。前記n型半導
体層としてCdS膜を用いる場合には、CdTe膜以外
に、CdSとpn接合を形成する化合物半導体、例えば
CuInSe2、CuInGaSeSなどの膜をp型半
導体層として用いることもできる。また、CdS膜以外
のn型半導体層を用いる場合には、p型半導体層として
ZnSe、ZnTeなどの膜を用いることもできる。
Next, a CdTe film 4 is formed on the CdS film 3 as a p-type semiconductor layer. The CdTe film 4 can be formed by, for example, forming a film by a proximity sublimation method, an evaporation method, a sputtering method, or the like, and then scribing by a sand blast method or the like to divide the film into cell units. When a CdS film is used as the n-type semiconductor layer, a compound semiconductor that forms a pn junction with CdS, for example, a film of CuInSe 2 , CuInGaSeS, or the like can be used as the p-type semiconductor layer in addition to the CdTe film. When an n-type semiconductor layer other than the CdS film is used, a film of ZnSe, ZnTe, or the like can be used as the p-type semiconductor layer.

【0014】次いで、前記CdTe膜4上にスクリーン
印刷法などによりカーボンペーストを塗布し、乾燥後、
燒結してカーボン電極5を形成する。さらに、カーボン
電極5の表面から隣接セルの透明導電膜2にかけての部
分、一端のセルのカーボン電極5上および他端のセルの
CdS膜3の露出部分に、セル間接続体としてのAg電
極6、サブモジュールの+側電極端子としてのAg電極
7および−側電極端子としてのAg電極8を各々形成す
る。これらAg電極6、7および8は、導電剤として銀
粉を含むペーストをスクリーン印刷により所定のパター
ンで塗布し、熱処理することにより形成する。このよう
にして、セル群が直列に接続されたサブモジュールが作
製される。
Next, a carbon paste is applied on the CdTe film 4 by a screen printing method or the like, and after drying,
The carbon electrode 5 is formed by sintering. Further, an Ag electrode 6 as an inter-cell connector is provided on a portion extending from the surface of the carbon electrode 5 to the transparent conductive film 2 of the adjacent cell, on the carbon electrode 5 of the one end cell and on the exposed portion of the CdS film 3 of the other end cell. Then, an Ag electrode 7 as a positive electrode terminal and an Ag electrode 8 as a negative electrode terminal of the submodule are formed. These Ag electrodes 6, 7, and 8 are formed by applying a paste containing silver powder as a conductive agent in a predetermined pattern by screen printing and performing heat treatment. In this way, a submodule in which the cell groups are connected in series is manufactured.

【0015】上記電極端子(Ag電極7および8)とし
ては、Ag電極以外に、AgIn電極、AgCu電極、
AgZn電極など、銀を主成分とする電極を用いること
が好ましい。これら銀を主成分とする電極端子を形成す
るために用いるペーストは、銀粉末以外の導電剤とし
て、銀粉末にIn、Cu、Zn、Alなどの導電性物質
の粉末を添加して混合した導電剤を用い、この導電剤
を、例えば、ジエチレングリコール・モノブチルエーテ
ル溶剤で練合して調製することができる。その他の溶剤
として、アルコール系溶剤、エーテル系溶剤、フェノー
ル系溶剤を用いることもできる。なお、電極端子として
は、上記の銀を主成分とする電極端子以外に、Au電
極、Al電極などを用いることもできる。
The above-mentioned electrode terminals (Ag electrodes 7 and 8) include AgIn electrodes, AgCu electrodes,
It is preferable to use an electrode containing silver as a main component, such as an AgZn electrode. The paste used to form these silver-based electrode terminals is a conductive material obtained by adding a powder of a conductive substance such as In, Cu, Zn, or Al to a silver powder as a conductive agent other than the silver powder. The conductive agent can be prepared by kneading the agent with, for example, a diethylene glycol / monobutyl ether solvent. As other solvents, alcohol solvents, ether solvents, and phenol solvents can also be used. Note that as the electrode terminal, an Au electrode, an Al electrode, or the like can be used in addition to the above-described electrode terminal containing silver as a main component.

【0016】次に、上記のAg電極7および8上に導電
性ペースト10を滴下法、印刷法などにより塗布し、こ
の塗布部分にCu、Ag、ステンレス鋼などからなるリ
ード線9aおよび9bを各々固定させた後、加熱し、導
電性ペースト7中の溶媒を揮発させて樹脂成分を硬化さ
せる。これにより、リード線9aおよび9bがAg電極
7および8に各々取り付けられて、両者が電気的に接続
される。導電性ペーストとしては、ジエチレングリコー
ル・モノブチルエーテルやアルコール系、エーテル系、
あるいはフェノール系の溶剤にエポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂成分を単独もしくは混合
して溶解、あるいは分散させた液中に導電性の粉末材料
を分散させたものを広く用いることができる。導電性ペ
ーストの主成分としては、電極端子とリード線との接触
抵抗を最小限に抑えて出力電力ロスを少なくするため
に、Ag、Pt、Au、Cuなどの高導電性の粉末を用
いることが好ましいが、他にIn、Ti、Mo、Znな
どの粉末を使用することもできる。
Next, a conductive paste 10 is applied on the Ag electrodes 7 and 8 by a dropping method, a printing method, or the like, and lead wires 9a and 9b made of Cu, Ag, stainless steel or the like are applied to the applied portions, respectively. After the fixation, the resin is heated to evaporate the solvent in the conductive paste 7 and harden the resin component. Thereby, lead wires 9a and 9b are attached to Ag electrodes 7 and 8, respectively, and both are electrically connected. Examples of conductive paste include diethylene glycol / monobutyl ether, alcohol-based, and ether-based pastes.
Alternatively, a material obtained by dissolving or dispersing a resin component such as an epoxy resin, a phenol resin, or a urethane resin alone or in a phenol-based solvent, or dispersing a conductive powder material in a liquid in which a resin component is dispersed can be widely used. Use a highly conductive powder such as Ag, Pt, Au, or Cu as the main component of the conductive paste to minimize the contact resistance between the electrode terminals and the lead wires and reduce output power loss. However, other powders such as In, Ti, Mo, and Zn can also be used.

【0017】さらに、導電性ペーストの主成分の熱膨張
係数は下地の膜である電極端子の主成分の熱膨張係数に
近いことがより好ましく、そのためには、電極端子を形
成する導電剤と同系の材料を主成分として含む導電性ペ
ーストを用いることが好ましい。これによりリード線取
り付け部分に塗布された導電性ペーストの電極端子から
の剥離を防ぐことができる。その結果、リード線の取り
付け強度が一層強化されるとともに、電極端子とリード
線との界面の一層の低抵抗化が可能となる。
Further, the thermal expansion coefficient of the main component of the conductive paste is more preferably close to the thermal expansion coefficient of the main component of the electrode terminal, which is the underlying film. It is preferable to use a conductive paste containing the above material as a main component. This can prevent the conductive paste applied to the lead wire attachment portion from peeling off from the electrode terminals. As a result, the mounting strength of the lead wire is further enhanced, and the resistance at the interface between the electrode terminal and the lead wire can be further reduced.

【0018】次いで、滴下法、印刷法などにより、コー
ティング剤11を導電性ペースト10上に塗布し、これ
を乾燥してコーティング剤11中の溶媒を揮発させて被
覆する。コーティング剤としては、耐熱性と耐酸性に優
れた樹脂を主成分とするペースト(樹脂ペースト)やガ
ラス粉末を主成分とするペースト(ガラスペースト)な
どを使用することが好ましい。上記の塗布、乾燥によ
り、コーティング剤中の樹脂成分やガラスなどがリード
線取り付け部分を覆った状態で密着するので、リード線
取り付け強度と耐候性をさらに向上させることができ
る。
Next, the coating agent 11 is applied on the conductive paste 10 by a dropping method, a printing method, or the like, and the coating agent 11 is dried to evaporate the solvent in the coating agent 11 to cover the same. As the coating agent, it is preferable to use a paste mainly composed of a resin having excellent heat resistance and acid resistance (resin paste) or a paste mainly composed of glass powder (glass paste). By the above-mentioned application and drying, the resin component and glass in the coating agent adhere to each other while covering the lead wire attachment portion, so that the lead wire attachment strength and weather resistance can be further improved.

【0019】さらに、これらのコーティング剤の主成分
は塗布後の加熱の際に下地の導電性ペーストや電極端子
に応力が加わらないよう、下地の材料よりも小さい熱膨
張係数を備えた材料を用いることが好ましい。例えば、
下地の電極端子と導電性ペーストの主成分が銀である場
合に用いるコーティング剤としては、ブチルゴム、アク
リル系、シリコン系、エポキシ系などの樹脂を主成分と
したものをエタノール、ジエチルエーテルなどの溶剤に
溶解させた樹脂ペースト、あるいは、主成分であるSi
2−B23系、SiO2−R2O−TiO2系(Rはアル
カリ金属)などのガラス粉末を、若干量の樹脂製の結着
剤を溶解させたジエチレングリコール、プロピレングリ
コールなどの溶剤に分散させたガラスペーストを用いる
ことが好ましい。
Further, as a main component of the coating agent, a material having a smaller coefficient of thermal expansion than that of the base material is used so that stress is not applied to the conductive paste and the electrode terminals during heating after application. Is preferred. For example,
As the coating agent used when the main components of the underlying electrode terminals and the conductive paste are silver, butyl rubber, acrylic resin, silicon resin, epoxy resin or the like as a main component, and a solvent such as ethanol, diethyl ether, etc. Resin paste dissolved in
Glass powders such as O 2 -B 2 O 3 and SiO 2 —R 2 O—TiO 2 (R is an alkali metal) are mixed with a resin such as diethylene glycol or propylene glycol in which a small amount of a resin binder is dissolved. It is preferable to use a glass paste dispersed in a solvent.

【0020】上記のリード線取り付け済みのサブモジュ
ールを用いて構成された太陽電池モジュールの一例を図
2に示す断面図により説明する。図2において、サブモ
ジュール20は、前記透光性基板1と、その上に前記の
ように形成された透明導電膜、CdS膜、CdTe膜、
カーボン電極およびAg電極からなる発電要素21とで
構成されている。また、前記のように+側電極端子およ
び−側電極端子には、各々導電性ペースト10によりリ
ード線9aおよび9bが取り付けられ、前記取り付け部
分の導電性ペースト10はコーティング剤11で被覆さ
れている。
An example of a solar cell module using the above-described sub-module to which the lead wires are attached will be described with reference to a sectional view shown in FIG. In FIG. 2, the sub-module 20 includes the translucent substrate 1 and a transparent conductive film, a CdS film, a CdTe film formed thereon as described above.
And a power generating element 21 composed of a carbon electrode and an Ag electrode. Further, as described above, the lead wires 9a and 9b are attached to the + side electrode terminal and the − side electrode terminal by the conductive paste 10, respectively, and the conductive paste 10 in the attached portion is covered with the coating agent 11. .

【0021】透光性基板1の裏面には、太陽電池の不慮
の破損事故に備えてガラス飛散を防止するための樹脂フ
ィルム22が張り付けられている。ステンレス鋼製の裏
板23には、+側出力端子24と−側出力端子25が絶
縁パッキン26を介して設けられている。+側および−
側の各リード線9aおよび9bの他端は、+側出力端子
24と−側出力端子25の各々に半田28により接続さ
れている。透光性基板1の外周部と裏板23の外周部に
は枠状のブチルゴム製スペーサ27が介在し、それらの
接合面を接着剤で接着することにより密閉し、太陽電池
モジュールを構成している。このようにして太陽電池モ
ジュールを構成することにより、出力電力を増大させる
ことができ、さらに、屋外に設置され、高熱、多湿、酸
性雨などに曝された場合や機械的な外力に対する耐久性
を向上させることができる。
A resin film 22 is attached to the rear surface of the translucent substrate 1 to prevent glass from scattering in case of accidental breakage of the solar cell. On the back plate 23 made of stainless steel, a positive output terminal 24 and a negative output terminal 25 are provided via an insulating packing 26. + Side and-
The other ends of the lead wires 9a and 9b are connected to the + output terminal 24 and the − output terminal 25 by solder 28, respectively. A frame-shaped butyl rubber spacer 27 is interposed between the outer peripheral portion of the light-transmitting substrate 1 and the outer peripheral portion of the back plate 23, and their joint surfaces are sealed by bonding with an adhesive to form a solar cell module. I have. By configuring the solar cell module in this manner, it is possible to increase the output power, and furthermore, it is installed outdoors and has high durability against exposure to high heat, high humidity, acid rain, etc., and mechanical external force. Can be improved.

【0022】[0022]

【実施例】次に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0023】《実施例1》図1に示す構造のCdS/C
dTe太陽電池のサブモジュールを作製した。まず、フ
ッ素をドープしたSnO2からなる透明導電膜2を予め
所定のパターンで形成した30cm×60cmの寸法の
ガラス基板1と、ジエチルジチオカルバミン酸カドミウ
ムと有機溶媒とを混練して調製したペーストをスクリー
ン印刷した基板とを空隙を挟んで対向させて加熱し、ジ
エチルジチオカルバミン酸カドミウムを熱分解すること
により透明導電膜2上にCdS膜3を形成した。次にレ
ーザスクライブ法によりCdS膜3をスクライブし、セ
ル単位の膜に分割した。
Embodiment 1 CdS / C having the structure shown in FIG.
A dTe solar cell sub-module was fabricated. First, a paste prepared by kneading a glass substrate 1 having a size of 30 cm × 60 cm and a cadmium diethyldithiocarbamate and an organic solvent, in which a transparent conductive film 2 made of SnO 2 doped with fluorine is formed in a predetermined pattern in advance, is screened. CdS film 3 was formed on transparent conductive film 2 by heating the printed substrate so as to face the substrate with a gap therebetween, and thermally decomposing cadmium diethyldithiocarbamate. Next, the CdS film 3 was scribed by a laser scribing method and divided into cells.

【0024】次いで近接昇華法によってCdS膜3上に
CdTe膜4を形成した後、CdTe膜4をサンドブラ
スト法でスクライブし、セル単位の膜に分割した。さら
に、分割された各CdTe膜4上に、カーボンペースト
をスクリーン印刷により塗布した後、120℃で90分
間の乾燥を行い、さらに、325℃で30分間の熱処理
を行ってカーボン電極5を形成した。次いで、銀粉を重
量比で75%、インジウム粉を25%含有する導電剤
を、エポキシ・フェノール樹脂とジエチレングリコール
・モノメチルエーテルとを混合した分散媒に分散させて
調製したAgペーストを、スクリーン印刷により各セル
のカーボン電極5および最左端のセルのCdS膜3の露
出部に塗布し、200℃で120分間の熱処理を行うこ
とにより、セル間接続用のAg電極6、+側電極端子と
してのAg電極7および−側電極端子としてのAg電極
8を形成した。このようにして、44個のセルが直列に
接続されたCdS/CdTe太陽電池のサブモジュール
を作製した。
Next, after forming a CdTe film 4 on the CdS film 3 by the proximity sublimation method, the CdTe film 4 was scribed by a sand blast method, and divided into cells. Further, a carbon paste was applied on each of the divided CdTe films 4 by screen printing, dried at 120 ° C. for 90 minutes, and further subjected to a heat treatment at 325 ° C. for 30 minutes to form a carbon electrode 5. . Next, an Ag paste prepared by dispersing a conductive agent containing 75% by weight of silver powder and 25% of indium powder in a dispersion medium in which an epoxy phenol resin and diethylene glycol monomethyl ether were mixed was prepared by screen printing. An Ag electrode 6 for connection between cells and an Ag electrode as a + side electrode terminal are applied to the exposed portions of the carbon electrode 5 of the cell and the CdS film 3 of the leftmost cell by heat treatment at 200 ° C. for 120 minutes. 7 and an Ag electrode 8 as a negative electrode terminal were formed. In this way, a CdS / CdTe solar cell sub-module in which 44 cells were connected in series was produced.

【0025】さらに上記サブモジュールのAg電極7お
よび8上の各々に、表1に示す各種の主導電剤を用いた
導電性ペースト10を滴下して塗布し、塗布された導電
性ペースト中にリード線9aおよび9bの各々の一端を
埋め込み、120℃、30分の乾燥により、溶剤を揮発
させて導電性ペースト10を硬化させ、Ag電極子7お
よび8に各々銅のリード線9aおよび9bを取り付け
た。用いた導電性ペーストの内、例えば、主導電剤とし
てAgを用いた導電性ペーストは、Ag粉75:In粉
25の重量比で混合した導電剤100に対し、樹脂成分
としてフェノール樹脂10、溶剤としてジエチレングリ
コールモノブチルエーテル10の重量比で添加し、これ
を練合して調製した。他の主導電剤(Cu、Znおよび
Al)を用いた導電性ペーストの場合にも上記に準じて
調製した。
Further, on each of the Ag electrodes 7 and 8 of the above-mentioned sub-module, a conductive paste 10 using various types of main conductive agents shown in Table 1 is applied by dripping, and leads are placed in the applied conductive paste. One end of each of the wires 9a and 9b is embedded, and the conductive paste 10 is hardened by evaporating the solvent by drying at 120 ° C. for 30 minutes, and the copper lead wires 9a and 9b are attached to the Ag electrodes 7 and 8, respectively. Was. Among the conductive pastes used, for example, a conductive paste using Ag as a main conductive agent is a phenol resin 10 as a resin component, a phenol resin 10 as a solvent and a conductive agent 100 mixed at a weight ratio of Ag powder 75: In powder 25. Was added at a weight ratio of diethylene glycol monobutyl ether 10 and kneaded. A conductive paste using another main conductive agent (Cu, Zn and Al) was also prepared according to the above.

【0026】リード線取り付けによる電力ロスとリード
線の取り付け強度を評価するために、上記のようにリー
ド線を導電性ペーストによって取り付けた各サブモジュ
ールとリード線取り付け前の各サブモジュールについ
て、以下のような試験を行った。まず、各リード線取り
付け前後の各サブモジュールについて、ソーラーシミュ
レーターを用いてAM1.5、25℃の条件下で変換効率
を測定し、次いで、リード線を取り付けたサブモジュー
ルについて、リード線の取り付け部分の引張り強度試験
を行った。引張り強度試験は、各種導電性ペーストでリ
ード線を取り付けた後のサブモジュールを固定し、+
側、−側の各リード線に対して、透光性基板の平面と垂
直の方向に10N、20N、40Nの引張力を順次、各
10秒間加えて行った。引張力を加える前後のリード線
と電極端子との導通をテスターでチェックすることによ
り、各リード線と電極端子の取り付け強度を調べた。
In order to evaluate the power loss due to the attachment of the lead wire and the strength of the attachment of the lead wire, the following sub-modules having the lead wire attached by the conductive paste and each sub-module before the attachment of the lead wire are as follows. Such a test was performed. First, the conversion efficiency of each sub-module before and after the mounting of each lead wire was measured using a solar simulator under the conditions of AM 1.5 and 25 ° C. Was subjected to a tensile strength test. In the tensile strength test, fix the sub-module after attaching the lead wires with various conductive pastes,
A tensile force of 10N, 20N, and 40N was sequentially applied to each of the lead wires on the side and the − side in a direction perpendicular to the plane of the translucent substrate for 10 seconds each. The continuity between the lead wire and the electrode terminal before and after the application of the tensile force was checked with a tester to examine the mounting strength of each lead wire and the electrode terminal.

【0027】表1にこれらの試験結果を示す。〇印は引
張力を加えた後、リード線と電極端子との導通が正常で
あったことを意味し、×印は引張力を加えた後、リード
線と電極端子との導通が不十分あるいは不安定であった
ことを意味する。―印の箇所はそれ以下の引張力で導通
異常が発生したため、試験を行わなかったものである。
Table 1 shows the results of these tests. The symbol 引 張 means that the electrical connection between the lead wire and the electrode terminal was normal after the tensile force was applied, and the symbol × indicates that the electrical connection between the lead wire and the electrode terminal was insufficient after applying the tensile force. It means that it was unstable. -The test was not performed because the conduction abnormality occurred with a tensile force less than that indicated by the-mark.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】表1の結果から、Agを主導電剤とする導
電性ペーストを用いた場合が、リード線取り付けによる
変換効率の劣化(出力電力ロス)が最も少なく、取り付
け強度も十分に強いことが判明した。これは、導電性ペ
ーストの電導度が高く、しかもAgを主成分とする下地
の電極端子との熱膨張係数が近似していることに起因し
ていると考えられる。
From the results in Table 1, it can be seen that when the conductive paste containing Ag as the main conductive agent is used, conversion efficiency deterioration (output power loss) due to lead wire attachment is the least and the attachment strength is sufficiently strong. found. This is considered to be due to the fact that the conductivity of the conductive paste is high and the coefficient of thermal expansion is close to that of the underlying electrode terminal mainly composed of Ag.

【0030】次に、導電性ペーストとして最適であった
Agを主導電剤とする導電性ペーストを用いてリード線
を取り付けたサブモジュールを用い、表2に示した各種
コーティング剤によってリード線取り付け部分の導電性
ペースト上を被覆した。コーティング剤は、先に塗布、
乾燥された導電性ペースト上に滴下して塗布し、100
℃で30分間の乾燥を行い被覆した。コーティング剤と
しては、SiO2−K2O−TiO2系のガラス粉末をジ
エチレングリコールおよび結着剤とともに混練し、ペー
スト化したガラスペースト、各種樹脂材料(シリコン樹
脂、ブチルゴムあるいはエポキシ樹脂)をジエチルエー
テルとともに混練し、ペースト化した各種樹脂ペースト
を用いた。
Next, using a sub-module to which a lead wire was attached using a conductive paste containing Ag as a main conductive agent, which was optimal as a conductive paste, and using various coating agents shown in Table 2, a lead wire attaching portion was used. Was coated on the conductive paste. The coating agent is applied first,
100 drops on the dried conductive paste and apply.
The coating was performed by drying at 30 ° C. for 30 minutes. As a coating agent, glass powder of SiO 2 —K 2 O—TiO 2 system is kneaded with diethylene glycol and a binder, and the paste is made into glass paste, and various resin materials (silicone resin, butyl rubber or epoxy resin) are mixed with diethyl ether. Various resin pastes kneaded and made into pastes were used.

【0031】コーティング剤被覆による電力ロスとリー
ド線の取り付け強度を評価するために、上記のようにコ
ーティング剤で導電性ペースト上を被覆したサブモジュ
ールとコーティング剤を被覆していないサブモジュール
について、表1の場合と同じくソーラーシミュレーター
によって各試料の変換効率を測定し、次いでコーティン
グ剤で被覆した試料の引張り強度試験を行った。引張り
強度試験では20N、40N、60Nの引張力を順次、
各10秒間加えて、リード線と電極端子の取り付け強度
を調べた。これらの試験結果を表2に示す。
In order to evaluate the power loss due to coating with the coating agent and the mounting strength of the lead wire, the submodules coated on the conductive paste with the coating agent and the submodules not coated with the coating agent as described above are shown in Tables. As in the case of 1, the conversion efficiency of each sample was measured by a solar simulator, and then the sample coated with the coating agent was subjected to a tensile strength test. In the tensile strength test, a tensile force of 20N, 40N, 60N is sequentially applied.
Each 10 seconds was added, and the attachment strength between the lead wire and the electrode terminal was examined. Table 2 shows the test results.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】表2に示すようにコーティング剤乾燥時の
加熱により、いずれのコーティング剤を用いた場合にも
変換効率が若干劣化しているが、引張り強度試験結果を
見ると被覆前に比べてリード線取り付け強度は同等以上
に向上しており、特にガラスペーストを用いた場合には
60Nの引張力を加えても正常な導通を示している。こ
れは樹脂ペーストを塗布、乾燥して硬化させたシリコン
樹脂、ブチルゴムあるいはエポキシ樹脂に較べて、ガラ
スペーストの場合には、塗布、乾燥させた後のガラスペ
ーストの硬度が高いため、機械的強度がより向上したた
めであると考えられる。
As shown in Table 2, the conversion efficiency was slightly degraded when any coating agent was used due to the heating during drying of the coating agent. The wire attachment strength is improved to be equal to or more than that, and particularly when glass paste is used, normal conduction is shown even when a tensile force of 60 N is applied. This is because glass paste has a higher hardness than glass paste after coating and drying compared to silicone resin, butyl rubber, or epoxy resin that has been applied, dried and cured. It is thought that this was due to further improvement.

【0034】次に、表2に示したと同様の試料(各種コ
ーティング剤で導電性ペースト上を被覆したサブモジュ
ールとコーティング剤被覆前のサブモジュール)につい
て、以下のような高温保存試験を行って長期信頼性を加
速的に評価した。試験条件は85℃で1000時間の保
存を行い、表2の場合と同様の条件で保存前後の変換効
率、および保存後のリード線取り付け強度を測定した。
これらの試験結果を表3に示す。
Next, the same samples as those shown in Table 2 (the sub-module coated on the conductive paste with various coating agents and the sub-module before coating the coating agent) were subjected to a high-temperature storage test as described below to perform a long-term storage test. Reliability was evaluated at an accelerated rate. The test conditions were storage at 85 ° C. for 1000 hours, and the conversion efficiency before and after storage and the lead wire attachment strength after storage were measured under the same conditions as in Table 2.
Table 3 shows the test results.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】表3の結果から、何れのコーティング剤を
用いた場合でも、高温保存試験により変換効率、リード
線取り付け強度に若干の劣化は見られたが、コーティン
グ剤を被覆していない場合に較べて、遙かに劣化の度合
いが少ないことが確認された。これらの試験結果からコ
ーティング剤を被覆することによって、高温の環境条件
においても、保存中のリード線取り付け強度の劣化を効
果的に抑制でき、特に、各種コーティング剤の中でもガ
ラスペーストが最適であることが分かった。なお、上記
の各コーティング剤を用いた場合について、高温、多湿
の環境下での引張り強度試験および弱酸水噴霧試験を行
ったが、何れの場合にも良好な結果を示した。これらの
ことから、コーティング剤でリード線取り付け部分を被
覆することにより、電極端子へのリード線取り付けに関
して、極めて優れた耐候性と長期信頼性が得られること
が確認された。
From the results shown in Table 3, although the conversion efficiency and the lead wire attachment strength were slightly deteriorated by the high-temperature storage test in any case of using any of the coating agents, compared with the case where the coating agent was not coated. Thus, it was confirmed that the degree of deterioration was much smaller. From these test results, by coating the coating agent, it is possible to effectively suppress the deterioration of lead wire attachment strength during storage even under high temperature environmental conditions, and in particular, glass paste is the most suitable among various coating agents I understood. In addition, about the case where each said coating agent was used, the tensile strength test in the environment of high temperature and high humidity and the weak acid water spray test were performed, and the favorable result was shown in any case. From these facts, it was confirmed that by coating the lead wire mounting portion with the coating agent, extremely excellent weather resistance and long-term reliability can be obtained for mounting the lead wire to the electrode terminal.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、導電性ペーストを用い
て太陽電池サブモジュールの電極端子にリード線を取り
付け、さらに、コーティング剤によりリード線取り付け
部の導電性ペーストを被覆することにより、出力電力の
ロスを最小限に抑制するとともに、電極端子とリード線
とを強固に接続することができ、耐候性をも向上させる
ことができる。これにより、高出力で長期信頼性に優れ
た太陽電池モジュールを提供することができる。
According to the present invention, a lead is attached to an electrode terminal of a solar cell sub-module using a conductive paste, and the conductive paste of the lead wire attaching portion is further coated with a coating agent, so that output is achieved. The power loss can be minimized, the electrode terminals and the lead wires can be firmly connected, and the weather resistance can be improved. Thereby, a solar cell module having high output and excellent long-term reliability can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるCdS/CdTe太陽電池サブモ
ジュールの概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a CdS / CdTe solar cell submodule according to the present invention.

【図2】本発明によるCdS/CdTe太陽電池モジュ
ールの概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a CdS / CdTe solar cell module according to the present invention.

【図3】従来のCdS/CdTe太陽電池サブモジュー
ルの概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a conventional CdS / CdTe solar cell submodule.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透光性基板 2 透明導電膜 3 CdS膜 4 CdTe膜 5 カーボン電極 6 Ag電極(セル間接続用電極) 7 Ag電極(+側電極端子) 8 Ag電極(−側電極端子) 9a +側リード線 9b −側リード線 10 導電性ペースト 11 コーティング剤 20 サブモジュール 21 発電要素 22 樹脂フィルム 23 裏板 24 +側出力端子 25 −側出力端子 26 絶縁パッキン 27 スペーサ 28 半田 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Transparent conductive film 3 CdS film 4 CdTe film 5 Carbon electrode 6 Ag electrode (electrode for cell connection) 7 Ag electrode (+ side electrode terminal) 8 Ag electrode (− side electrode terminal) 9 a + side lead Wire 9b-Lead wire 10 Conductive paste 11 Coating agent 20 Submodule 21 Power generation element 22 Resin film 23 Back plate 24 + Output terminal 25-Output terminal 26 Insulation packing 27 Spacer 28 Solder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 潤二 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 大山 秀明 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 (72)発明者 尾村 邦嘉 大阪府守口市松下町1番1号 松下電池工 業株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA09 EA17 FA10 FA14 FA30 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junji Nakajima 1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Oyama 1-1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka Matsushita Battery (72) Inventor Kuniyoshi Omura 1-1, Matsushita-cho, Moriguchi-shi, Osaka F-term in Matsushita Battery Industrial Co., Ltd. 5F051 AA09 EA17 FA10 FA14 FA30

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 n型半導体層とp型半導体層を備えた発
電要素が透光性基板上に形成されたサブモジュールを用
いて構成された太陽電池モジュールであって、前記太陽
電池モジュールの出力端子と前記サブモジュールの電極
端子とを電気的に接続するリード線が、導電性ペースト
により前記サブモジュールの電極端子に取り付けられ、
さらに前記リード線の取り付け部分がコーティング剤に
より被覆されていることを特徴とする太陽電池モジュー
ル。
1. A solar cell module in which a power generation element having an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer is configured using a sub-module formed on a light-transmitting substrate, wherein the output of the solar cell module is A lead wire for electrically connecting the terminal and the electrode terminal of the sub-module is attached to the electrode terminal of the sub-module by a conductive paste,
A solar cell module, wherein a mounting portion of the lead wire is covered with a coating agent.
【請求項2】 前記コーティング剤の主成分が、シリコ
ン樹脂、ブチルゴムおよびエポキシ樹脂の群から選ばれ
た一種以上、あるいはガラス粉であることを特徴とする
請求項1に記載の太陽電池モジュール。
2. The solar cell module according to claim 1, wherein the main component of the coating agent is at least one selected from the group consisting of silicone resin, butyl rubber, and epoxy resin, or glass powder.
【請求項3】 前記n型半導体層が硫化カドミウム膜、
前記p型半導体層がテルル化カドミウム膜、前記電極端
子の主成分が銀、および前記導電性ペーストの主成分が
銀であることを特徴とする請求項1または2に記載の太
陽電池モジュール。
3. The method according to claim 1, wherein the n-type semiconductor layer is a cadmium sulfide film,
The solar cell module according to claim 1, wherein the p-type semiconductor layer is a cadmium telluride film, a main component of the electrode terminal is silver, and a main component of the conductive paste is silver.
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