JP3352252B2 - 太陽電池素子群並びに太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents

太陽電池素子群並びに太陽電池モジュール及びその製造方法

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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池素子群並びに
太陽電池モジュール及びその製造方法に係る。より詳細
には、隣接する複数の太陽電池素子の裏面にわたって、
金属箔材と平行に貼付されている絶縁性のテープを設け
た太陽電池素子群並びに太陽電池モジュール及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電力の主たる供給源であった火力
発電は、地球温暖化防止の観点から問題であり、近年
は、よりＣＯ2排出量の少ないエネルギー源が求められ
ている。一方、ＣＯ2を排出しない原子力発電では、放
射性物質による重大な環境汚染の可能性が指摘されてい
る。このような側面から、無公害かつ安全なエネルギー
源の早急な開発が求められつつある。
【０００３】将来期待されているクリーンなエネルギー
の中でも特に太陽電池は、そのクリーンさと安全性と取
扱い易さという面から非常に注目されている。
【０００４】各種太陽電池の中でも、アモルファスシリ
コン太陽電池は、変換効率こそ結晶系の太陽電池に及ば
ないものの、大面積化が容易で、かつ光吸収係数が大き
いので薄膜で動作するなどの結晶系太陽電池にはない優
れた特徴をもっており、将来を有望視されている太陽電
池の１つである。
【０００５】通常バッテリー対応型の太陽電池は、１枚
の太陽電池素子だけでは出力電圧が不足しているため
に、複数個の太陽電池素子を直列に接続して使用する場
合が多く見られる。また、電流量を稼ぐためには太陽電
池素子どうしの並列接続が行われ、直列接続と並列接続
の両方を駆使する場合もある。
【０００６】図７は、従来の太陽電池モジュールの直列
接続の概略図を示している。図７（ａ）は直列接続前の
状態を、図７（ｃ）は直列接続後の状態を表している。
また、図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるＸ−Ｘ’部分
の断面図である。
【０００７】図７において、７００は基板７０１上に下
部電極層７０２、半導体層７０３、上部電極層７０４を
順次形成した太陽電池素子である。
【０００８】これらの太陽電池素子は、上部電極と下部
電極の電気的な分離を完全におこなうために上部電極層
の一部（７０５）を取り除いた後、上部電極７０４の収
集電極である集電電極７０６が形成され、集電電極７０
６のさらなる収集電極であるバスバー電極７０７を集電
電極７０６上に載置したあと、導電性接着剤７０８で集
電電極７０６とバスバー電極７０７を電気的に接続する
ことにより、上部電極７０４からの引き出し電極を得て
いる。
【０００９】また、バスバー電極７０７と基板との電気
的分離を確実にするために、太陽電池素子７００の端部
とバスバー電極７０７との間に絶縁テープ７０９を設け
ている。絶縁テープ７０９は、バスバー電極と後に接続
する直列接続部材が下部電極に接する可能性のある場所
（特に素子の端のエッジ部分）を覆うように貼付し、電
気的分離を確実に行っている。
【００１０】次に下部電極からの電気的な取り出しは、
後に直列列接続を行うために、太陽電池素子７００の導
電性基体の一部を機械的な方法で露出させた部分７１０
を作製した後、太陽電池素子７００のバスバー電極７０
７及び隣接する太陽電池素子の下部電極露出部分７１０
に重なるように、接続部材７２０を図７（ｃ）のように
載置し、重なった部分を半田付けすることにより直列接
続を行っている。
【００１１】最後に、この直列接続された太陽電池素子
群は、保護材であるエチレンビニルアセテート（ＥＶ
Ａ）の充填材で封止され、太陽電池モジュールとして完
成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
で示したような３直列、すなわち太陽電池素子を３個直
列に繋いだ太陽電池モジュールの場合にはさほど問題に
はならないが、例えば十数個の太陽電池素子を直列接続
した場合には、その取扱いに非常に注意を払う必要があ
る。
【００１３】すなわち、直列接続終了後、次の工程ライ
ンに素子群を移動させる場合や、最終的な端子を裏から
取りだす時にその作業のために素子群を裏返す場合に、
取扱い上接続部材７２０にほとんどの応力がかかってし
まい、その結果以下のような問題点を生じる。
【００１４】（１）接続部材はバスバー電極と強固に接
続されているので、応力がバスバー電極に伝わり、その
応力が導電性接着剤の固定力以上になると、バスバー電
極が素子から剥離する。
【００１５】（２）接続部材が折り曲がり、接続部材に
折り目がついてしまう。その結果、太陽電池モジュール
に繰り返しの曲げ応力がかかった場合、折り目部分に応
力が集中してしまい、やがては破断してしまう。
【００１６】ただし、接続部材が応力に耐えうるような
強固な部材であれば上述のような問題は起きないが、こ
の場合は接続部材がある程度厚い形状のものになってし
まい、後に充填材で太陽電池素子を封入する際に、その
段差部分に気泡を生じる等の別の問題を生じていた。
【００１７】本発明の目的は、上記の問題点を克服し
て、安価で、作業が容易で、かつ高信頼性の太陽電池素
子群並びに太陽電池モジュール及びその製造方法を提供
することにある。
【００１８】
【００１９】また、本発明の太陽電池素子群は、前記絶
縁性テープがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、
ポリカーボネート、又はポリプロピレンのいずれか１つ
の樹脂を基材とすることを特徴とする。
【００２０】さらに、本発明の太陽電池モジュールは、
太陽電池素子群が有機高分子樹脂で覆われていることを
特徴とする。
【００２１】本発明の太陽電池モジュールの製造方法
は、複数の太陽電池素子を金属箔材にて直列又は並列に
接続した太陽電池素子群を、有機高分子樹脂により被覆
することにより形成される太陽電池モジュールの製造方
法において、複数の太陽電池素子を、該複数の太陽電池
素子間にギャップを設けて配列する工程と、該複数の太
陽電池素子に絶縁性テープを貼付する工程と、該複数の
太陽電池素子を金属箔材にて直列又は並列に接続する工
程と、該複数の太陽電池素子を有機高分子樹脂により被
覆する工程と、前記絶縁性テープの熱収縮により前記金
属箔材にループ形状を形成する工程と、を含むことを特
徴とする。なお、前記被覆する工程において印加される
熱により、前記絶縁性テープを熱収縮させることが好ま
しい。
【００２２】
【作用】本発明では、接続する複数の太陽電池素子の裏
面にわたって絶縁性テープが貼付されており、接続され
た太陽電池素子群を取扱う際にかかる応力をテープと接
続部材（金属箔材）の両方でうけることができるので、
従来接続部材にかかっていた応力を低減することができ
る。
【００２３】その結果、接続部材が折り曲がることがほ
とんどなくなるので、接続部材に折り目がつくことがな
くなる。また、接続部材にかかる応力が低減されると、
バスバー電極に伝わる応力も低減できるので、バスバー
電極の剥離も防ぐことが可能である。
【００２４】さらに、前記太陽電池素子群を有機高分子
樹脂で被覆する工程（ラミネーション）においては、ラ
ミネーション時にかかる熱により絶緑性テープが縮むの
で、接続部材がストレスループを形成し、繰り返し曲げ
応力に対して強い構造を形成することができる。
【００２５】
【実施態様例】以下に本発明の実施態様例を説明する。
【００２６】（太陽電池素子群）本発明で用いられる太
陽電池素子群としては、例えば、図２に示したものが挙
げられる。図２は、接続部材で接続された２枚の隣接す
る太陽電池素子を示している。また、図２（ａ）は、ラ
ミネーション前の状態であり、図２（ｂ）は、ラミネー
ション後の状態を示している。
【００２７】図２（ａ）において、太陽電池素子２００
と２１０は、適当なギャップをもって載置されており、
太陽電池素子２００の集電電極（上部電極）２０１と、
隣接する太陽電池素子２１０の基板側（下部電極）は、
接続部材２０２により半田２０３で直列接続されてい
る。また、両太陽電池素子の裏面にわたって、絶縁性の
テープ２０４が貼付されている。この状態では、接続部
材２０２は、直線的な形状をしている。
【００２８】本発明で用いられる太陽電池モジュールと
は、上述した太陽電池素子群が有機高分子樹脂で覆われ
ているものを指す。太陽電池モジュールの作製方法とし
ては、例えば、太陽電池素子群全体に有機高分子樹脂フ
ィルムをかぶせて（不図示）、従来公知である真空ラミ
ネーション等の方法で加熱圧着する方法が挙げられる。
この方法によれば、図２（ｂ）に示すように裏面の絶縁
性テープが熱収縮してギャップ間が狭くなり、接続部材
２０２がループを形成する。このループは太陽電池モジ
ュールの主に接続部材が受ける引っ張り、圧縮、曲げ等
の各種応力を緩和するストレスループとして機能し、太
陽電池モジュールの機械的な信頼性の向上に非常に効果
的である。
【００２９】（金属部材）本発明で用いられる太陽電池
モジュールの接続部材としての金属部材には、（１）導
電性が良く、（２）半田付けが可能で、（３）加工が容
易であるという３点を考慮すると、銀、銅、錫、鉛、ニ
ッケル等の金属を用いることができる。しかし、これら
に限定されることはなく、銀メッキ銅、銀クラッド銅の
ように表面にコートした金属箔材を用いても構わない。
また、その厚みは、電流の通過部分であることと機械的
強度を考えれば厚い方が望ましく、ラミ材を薄くしたい
という要求からは薄い方が望ましい。この両者の兼ね合
いから具体的には７０〜２００μｍの厚みが望ましい。
【００３０】（絶縁性テープ）本発明で用いられる絶縁
性テープとしては、アクリル系、ウレタン系、ポリエス
テル系、ポリイミド系、塩化ビニル系、シリコン系、フ
ッ素系、ポリエチレン系、ポリプロピレン系、ガラスク
ロステープ等特に限定はなく種々用いることができる。
しかし、（１）接続部材により応力がかからないように
するためには、硬質の基材を使用する方が望ましいこ
と、（２）太陽電池の実装部分であるという点から長期
にわたる信頼性を有する必要がある、という２点を考慮
すると、各種樹脂の中でもポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）、ポリカーボネートが特に望ましい。
【００３１】（有機高分子樹脂）本発明で用いられる有
機高分子樹脂としては、例えば、図３に示すものが挙げ
られる。図３の有機高分子樹脂は、最表面材３０１、表
面封止材３０２、及び裏面封止材３０３に分類される。
【００３２】（表面封止材）本発明で用いられる表面封
止材３０２は、太陽電池素子の凹凸を樹脂で被覆し、素
子を温度変化、湿度、衝撃などの過酷な外部環境から守
り、かつ、最表面材と素子との接続を確保するために必
要である。したがって、耐候性、接着性、充填性、耐熱
性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。これらの要求を満
たす樹脂としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル共重
合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸メチル共重合体
（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸エチル共重合体（Ｅ
ＥＡ）、ポリビニルブチラール樹脂などのポリオレフィ
ン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂
などが挙げられる。なかでも、ＥＶＡは、太陽電池用途
としてバランスのとれた物性を有しているため好適に用
いられる。しかし、そのままでは熱変形温度が低いため
に容易に高温使用下で変形やクリープを呈するので、架
橋して耐熱性を高めておくことが望ましい。
【００３３】（最表面材）本発明で用いられる最表面材
３０１は、太陽電池モジュールの最表層に位置するため
耐候性、耐汚染性、機械強度をはじめとして、太陽電池
モジュールの屋外暴露における長期信頼性を確保するた
めの性能が必要である。本発明に好適に用いられる材料
としては、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂などがあ
る。特に、フッ素樹脂は、耐候性、耐汚染性に優れてい
るため好適に用いられる。具体的には、ポリフッ化ビニ
リデン樹脂、ポリフッ化ビニル樹脂、又は四フッ化エチ
レン−エチレン共重合体などが挙げられる。なかでも、
耐候性の観点からはポリフッ化ビニリデン樹脂が優れて
いる。特に、耐候性および機械的強度が両立しており、
かつ透明性も有する四フッ化エチレン−エチレン共重合
体は、最も優れている。
【００３４】また、最表面材３０１は、樹脂に限定され
るものではない。例えば、ガラス等を用いても支障はな
い。
【００３５】（裏面封止材）本発明で用いられる裏面封
止材３０３としては、基板と充分な接着性が確保でき、
しかも長期耐久性に優れた材料が好ましい。好適に用い
られる材料としては、ＥＶＡ、ポリビニルブチラール等
のホットメルト材、両面テープ、柔軟性を有するエポキ
シ接着剤が挙げられる。また、裏面封止材の外側には、
太陽電池モジュールの機械的強度を増すために、あるい
は、温度変化による歪、ソリを防止するために、補強板
を張り付けても構わない。例えば、鋼板、プラスチック
板、ＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）板が好まし
い。
【００３６】（加熱圧着の方法）本発明で用いられる加
熱圧着の方法としては、例えば、従来公知である真空ラ
ミネーション、ロールラミネーションなどを種々選択し
て用いることができる。
【００３７】（太陽電池素子）本発明で用いられる太陽
電池素子（図４参照）としては、単結晶、多結晶あるい
はアモルファスシリコン系太陽電池に適用できる以外
に、シリコン以外の半導体を用いた太陽電池、ショット
キー接合型の太陽電池にも適用可能である。しかし、以
下では代表してアモルファスシリコン太陽電池の場合に
ついて説明する。
【００３８】（基板）本発明で用いられる基板４０１と
しては、アモルファスシリコンのような薄膜型の太陽電
池の場合、半導体層を機械的に支持する部材であり、ま
た、場合によっては電極としても用いられるため、半導
体層４０３を成膜する時の加熱温度に耐える耐熱性が要
求されるが、導電性のものでも電気的絶縁性のものでも
よい。
【００３９】導電性の材料としては、具体的にはＦｅ，
Ｎｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｏ，Ａｕ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，Ｔ
ｉ，Ｐｔ，Ｐｂ等の金属、またはこれらの合金、例えば
真ちゅう、ステンレス鋼等の薄板及びその複合体やカー
ボンシート、亜鉛メッキ鋼板が挙げられる。
【００４０】また、電気的絶縁性の材料としては、例え
ばポリエステル、ポリエチレン、ポリカーボネート、セ
ルロースアセテート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、
ポリイミド、エポキシ等の耐熱性合成樹脂のフィルムま
たはシート、またはこれらとガラスファイバー、カーボ
ンファイバー、ほう素ファイバー、金属繊維等との複合
体、及びこれらの金属の薄板、樹脂シート等の表面に異
種材質の金属導膜及び／またはＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ 4，Ａ
ｌ2Ｏ3，ＡｌＮ等の絶縁性薄膜をスパッタ法、蒸着法、
鍍金法等により表面コーティング処理を行ったもの、及
びガラス、セラミックス等が挙げられる。
【００４１】（下部電極）本発明で用いられる下部電極
４０２としては、半導体層で発生した電力を取り出すた
めの一方の電極であり、半導体層に対してはオーミック
コンタクトとなるような仕事関数を持つ材料であること
が要求される。その材料としては、例えば、Ａｌ，Ａ
ｇ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｃｕ，ステンレス、真ちゅう、ニクロム、ＳｎＯ2，Ｉ
ｎ2Ｏ3，ＺｎＯ，ＩＴＯ等のいわゆる金属単体または合
金、及び透明導電性酸化物（ＴＣＯ）等が用いられる。
【００４２】下部電極５０２の表面は平滑であることが
好ましいが、光の乱反射を起こさせる場合にはテクスチ
ャー化してもよい。また、基板４０１が導電性であると
きは下部電極４０２は特に設ける必要はない。
【００４３】下部電極の作製方法は、メッキ、蒸着、ス
パッタ等のいずれの方法を用いてもよい。
【００４４】（半導体層）本発明で用いられる半導体層
４０３としては、薄膜太陽電池として一般に使用される
公知の半導体物質を使用することができる。本発明に用
いられる太陽電池素子の半導体層４０３としては、例え
ば、ｐｉｎ接合非晶質シリコン層、ｐｎ接合多結晶シリ
コン層、ＣｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳ等の化合物半導体層が
挙げられる。
【００４５】上記半導体層４０３の形成方法としては、
非晶質シリコン層の場合は、シランガス等のフィルムを
形成する原材料ガスにプラズマ放電を発生させるプラズ
マＣＶＤ等により形成することができる。また、上記ｐ
ｎ接合多結晶シリコン層は、例えば溶融シリコンからフ
ィルムを形成するフィルム形成法によって形成される。
また、上記ＣｕＩｎＳｅ2／ＣｄＳに関しては電子ビー
ム蒸着法、スパッタリング法、電析法等の方法で形成さ
れる。
【００４６】（上部電極）本発明で用いられる上部電極
４０４は、半導体層で発生した起電力を取り出すための
電極であり、下部電極４０２と対をなすものである。上
部電極４０４は、アモルファスシリコンのようにシート
抵抗が高い半導体の場合に必要であり、結晶系の太陽電
池ではシート抵抗が低いため特に必要ではない。また、
上部電極４０４は、光入射側に位置するため、透明であ
ることが必要で、透明電極とも呼ばれている。上部電極
４０４は、太陽や白色蛍光灯等からの光を半導体層内に
効率よく吸収させるために光の透過率が８５％以上であ
ることが望ましく、さらに、電気的には光で発生した電
流を半導体層に対し横方向に流れるようにするためにシ
ート抵抗値は１００Ω／□以下であることが望ましい。
このような特性を備えた材料としては、ＳｎＯ2，Ｉｎ2
Ｏ3，ＺｎＯ，ＣｄＯ，ＣｄＳｎＯ4，ＩＴＯ（Ｉｎ2Ｏ3
＋ＳｎＯ2）などの金属酸化物が挙げられる。
【００４７】（集電電極）本発明で用いられる集電電極
４０５は、一般的には櫛状に形成され、半導体層や上部
電極のシート抵抗の値から、その好適な幅やピッチが決
定される。集電電極は比抵抗が低く太陽電池の直列抵抗
とならないことが要求され、好ましい比抵抗としては１
０-2Ωｃｍ〜１０-6Ωｃｍである。集電電極４０５の材
料としては、例えばＴｉ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ａ
ｇ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｐｔ等の金属またはこれらの合
金や半田が用いられる。一般的には、金属粉末と高分子
樹脂バインダーがペースト状になった金属ペーストが用
いられているが、これに限られたものではない。
【００４８】（バスバー電極）本発明で用いられるバス
バー電極４０６は、集電電極４０５を流れる電流を更に
一端に集めるための電極である。バスバー電極４０６の
材料としては、例えばＡｇ，Ｐｔ，Ｃｕ等の金属やこれ
らの合金からなるものを用いることができる。また、そ
の形態としては、ワイヤー状、箔状のものを貼りつけた
りしている。箔状のものとしては例えば銅箔や、あるい
は銅箔に錫メッキしたもので、場合によっては接着剤付
きのものが用いられる。また、設ける場所についても、
太陽電池素子の中央である必要はなく、太陽電池素子周
辺であっても構わない。
【００４９】
【実施例】以下本発明の一実施例を、図１〜図６を参照
して説明する。
【００５０】（実施例１）本例では、基板としてステン
レス基板を用いた非晶質シリコン太陽電池の場合を図１
を用いて具体的に説明する。図１（ａ）は太陽電池素子
を光入射面側から見た概略図、図１（ｂ）は太陽電池素
子を裏面側から見た概略図、図１（ｃ）は太陽電池素子
を断面側から見た概略図である。
【００５１】まず、太陽電池素子用の基板として、表面
を洗浄した厚さ０．１ｍｍのステンレススチール箔から
なるロール状ステンレス基板を用意した。
【００５２】次に、このステンレス基板の表面上に、複
数個の太陽電池素子１００を同時に形成する。この太陽
電池素子１００は、表１に示した多層膜を有する構造体
である。
【００５３】
【表１】 上述の成膜をしたロール状ステンレス基板を切断するこ
とにより、図１（ａ）に示す個々の太陽電池素子１００
を１０個作製した（図の中には３個のみ示す）。
【００５４】この太陽電池素子１００に対して、以下の
処理を順番に行い太陽電池素子群Ａを作製した。
【００５５】（１）太陽電池素子１００の表面上に、Ｉ
ＴＯのエッチング材（ＦｅＣｌ3）含有ペーストを１０
１のパターンにスクリーン印刷した後、純水洗浄するこ
とにより、ＩＴＯ層の一部を除去し上部電極と下部電極
の電気的な分離を確実にした。
【００５６】（２）各太陽電池素子の非有効発電領域の
一部のＩＴＯ層、ａ−Ｓｉ層及び下部電極層をグライン
ダーで除去して、ステンレス基板面１０２を露出させて
下部電極部からの取り出し部とした。
【００５７】（３）ＩＴＯ上に、０．３ｍｍ幅の集電電
極１０３を、銀ペーストをスクリーン印刷し、オーブン
で焼成することにより形成した。
【００５８】（４）後述のバスバー電極１０５と下部電
極の絶縁を確実にするために、基板露出面と隣接してポ
リイミドの絶縁テープ（厚み１００μｍ）１０４を貼付
した。
【００５９】（５）個々の太陽電池素子を裏向きにして
１ｍｍのギャップを設けながら、１０個の太陽電池素子
を等間隔に並べた。その後図１（ｂ）に示すように、厚
み１００μｍのポリカーボネート（ＰＥＴ）テープ１０
６を１０素子全てにわたって、素子の直列方向に２本貼
付した。
【００６０】（６）テープを貼付した素子群を裏返した
後、厚み１００μｍの銅箔から打ち抜きによって接続部
材１０７を作製し、図１（ａ）に示すように載置した
後、バスバー電極１０５との交差部分及び隣接素子の下
部電極露出部分１０２との交差部分を半田付けにより電
気的に接続した。
【００６１】以上のように太陽電池素子を直列接続する
前に絶縁テープを貼付することにより、素子が固定され
るので直列化する際の素子のずれがなく、作業効率よく
正確に直列化ができた。また、これら一連の作業の後、
太陽電池素子群の最終端子を裏側にまわすために裏返す
必要があるが、ＰＥＴテープが貼付されていることによ
って、金属箔材が曲がって変形することなく、かつ素子
同士も接触することなく裏返しが容易にできた。
【００６２】上述のように裏面に絶縁テープを設けるこ
とにより、取扱いを容易にすることができ、太陽電池作
製の際の歩留を向上することができる。
【００６３】（比較例１）本例では、ＰＥＴからなる絶
縁テープを設けず太陽電池素子群Ｂを作製した点が実施
例１と異なる。
【００６４】他の点は、実施例１と同様とした。
【００６５】本例では、直列部材を接続する際に、実施
例１のように素子の位置が固定されていなために、１ｍ
ｍという正確なギャップを設けながら接続するのに、か
なりの時間を要した。
【００６６】また、太陽電池素子を直列接続処理した
後、最終取り出しの端子付けのために裏返し作業を行っ
た。この時、１０直列（１０個の太陽電池素子を直列接
続したもの）中、ちょうど真ん中付近の金属部材が折れ
曲がってしまい、太陽電池素子群の平面性が著しく低下
した。さらに、最終端子取り出し終了後、再び表向きに
した時には、ちょうど真ん中辺りの素子において、バス
バー電極が素子から剥離する現象が多発した。
【００６７】以上のように、絶縁テープがない場合に
は、実際の工程において、歩留が大幅に低下することが
分かった。
【００６８】（実施例２）本例では、実施例１の太陽電
池素子群Ａを、ＥＶＡシートなどで被覆して太陽電池モ
ジュールＡを作製した。以下では、その被覆方法につい
て述べる。
【００６９】（１）太陽電池素子群の受光面側：受光面
の表面上に、ＥＶＡシート（スプリングボーンラボラ
トリーズ社製、商品名フォトキャップ、厚さ４６０μ
ｍ）と、片面をコロナ放電処理した一軸延伸のＥＴＦ
Ｅフィルム（デュポン社製、商品名 テフゼルＴ２フィ
ルム、厚さ３８μｍ）とを順次積み重ねた。
【００７０】（２）太陽電池素子群の非受光面側：受光
面の裏面にあたる表面上に、ＥＶＡシート（スプリン
グボーンラボラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、
厚さ４６０μｍ）と、ナイロンフィルム（デュポン社
製、商品名 ダーテック、厚さ６３．５μｍ）と、黒
色に塗装したガルバリウム鋼板（亜鉛メッキ鋼板、厚さ
０．２７ｍｍ）とを順次積み重ねた。
【００７１】（３）上記（１）と（２）の工程により、
ＥＴＦＥ／ＥＶＡ／太陽電池素子群／ＥＶＡ／ナイロン
／ＥＶＡ／鋼板という積層物を形成後、この積層物に対
して、真空ラミネート装置を用いて加圧脱気しながら１
５０℃で３０分加熱することにより太陽電池モジュール
Ｃを得た。
【００７２】なお、ここで用いたＥＶＡシートは太陽電
池の封止材として広く用いられているものであり、ＥＶ
Ａ樹脂（酢酸ビニル含有率３３％）１００重量部に対し
て架橋剤１．５重量部、紫外線吸収剤０．３重量部、光
安定化剤０．１重量部、酸化防止剤０．２重量部、シラ
ンカップリング剤０．２５重量部を配合したものであ
る。
【００７３】また、出力端子はあらかじめ光起電力素子
裏面にまわしておき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板
に予め開けておいた端子取り出し口から出力が取り出せ
るようにして、太陽電池モジュールを作製した。
【００７４】他の点は、実施例１と同様とした。
【００７５】本例の太陽電池モジュールＡを外観検査し
たところ、１ｍｍに設定した素子間のギャップが約０．
７ｍｍになっていた。また、直列部材の付近で表面の微
妙な盛り上がりが観察された。このことから、ラミネー
ションの際にかかる熱により、ＰＥＴテープが収縮し、
素子間のギャップが狭まって、直列部材にループを形成
したものと推定した。
【００７６】本例の太陽電池モジュールＡに対して、繰
り返しの曲げ試験を行った。実施した繰り返し曲げ試験
は、ＳＥＲＩ規格に準拠した耐荷重テストであり、１０
０００サイクル行った。その際、１０００サイクルごと
に、外観検査と変換効率を調べた。図５は、変換効率と
繰り返し曲げサイクルとの関係を纏めたグラフである。
縦軸の変換効率は、繰り返し曲げ試験前の数値で規格化
してある。その結果、本例の太陽電池モジュールＡは、
１００００サイクル後でも外観および変換効率ともほと
んど変化がなかった。
【００７７】（比較例２）本例では、比較例１の太陽電
池素子群Ｂを、ＥＶＡシートなどで被覆して太陽電池モ
ジュールＢを作製した点が実施例２と異なる。
【００７８】他の点は、実施例２と同様とした。
【００７９】本例の太陽電池モジュールＢを外観検査し
たところ、１ｍｍに設定した素子間のギャップは変化な
く、実施例２（太陽電池モジュールＡ）で観察された直
列部材の付近で表面の盛り上がりも確認されなかった。
【００８０】また、本例の太陽電池モジュールＢに対し
ても、実施例２と同じ繰り返しの曲げ試験を行った。そ
の結果、本例の太陽電池モジュールＢは、２０００サイ
クル目で、変換効率の低下が起こり始めた。４０００サ
イクルくらいになると、初期の約３０％程低下が観測さ
れ、目視においても中央辺りの直列部材においてひび割
れが生じているのが確認された。
【００８１】したがって、実施例２と比較例２の結果か
ら、裏面に絶縁テープを貼付し、有機高分子樹脂の被覆
工程を通すことによって、直列部材がストレスループを
形成し、そのループは太陽電池モジュールの曲げに対し
てストレスを緩和するループとして機能することが分か
った。
【００８２】（実施例３）本例では、実施例１の銀ペー
ストからなる集電電極を、銅ワイヤーに代えて太陽電池
素子群Ｃを作製した。以下では、図６を用いて、本発明
の太陽電池素子群Ｃの作製方法について説明する。ただ
し、図６の太陽電池素子６００は、実施例１の太陽電池
素子１００と全く同様の多層膜を有するものである。な
お、図中では２枚の太陽電池素子を示しているが、実際
は５枚用意した。
【００８３】（イ）太陽電池素子６００の表面上に、Ｉ
ＴＯのエッチング材（ＦｅＣｌ3）含有ペーストを６０
１のパターンにスクリーン印刷した後、純水洗浄するこ
とにより、ＩＴＯ層の一部を除去し上部電極と下部電極
の電気的な分離を確実にした。
【００８４】（ロ）エッチング領域のすぐ外側に、厚さ
７０μｍのポリイミドの絶縁テープを貼付し（不図
示）、さらにそのテープ上に厚さ１００μｍの銅箔６０
２を両面テープにより貼付した。この段階で銅箔６０２
は電気的に浮遊状態である。
【００８５】（ハ）直径１００μｍの銅ワイヤーに市販
のカーボンペーストを２０μｍ厚でコートした後、乾燥
してカーボンコートワイヤーを用意した。このワイヤー
を図６（ａ）のように載置し、１気圧の圧力を加えなが
ら１５０℃で２０秒間プレスして、太陽電池素子の有効
領域との接着を行い、集電電極６０３とした。
【００８６】（ニ）さらに、銅箔６０２と集電電極６０
３との電気的な接続を確実にするために、銅箔６０２上
にある集電電極６０３の表面上に銀ペーストをスポット
状に塗布（６０４）し、オーブンで硬化した。これによ
って、銅箔６０２は上部電極からの取り出し電極となり
える。
【００８７】（ホ）その後、厚さ１００μｍの銅箔から
金型で抜いて作製した長方形の金属箔材６０５を、図６
（ａ）に示すように銅箔６０２の右端部に半田で接続し
た。 （ヘ）上記（イ）〜（ホ）の工程により作製した太陽電
池素子５枚を、裏返しにして１ｍｍのギャップを設けな
がら並べ、ＰＥＴテープ２枚を図６（ｂ）に示すように
貼付した。素子群が完全に固定された後、接続部材６０
５を隣接する素子の裏面のステンレスに半田付けし、直
列接続を行った。
【００８８】他の点は、実施例１と同様とした。
【００８９】上記（ヘ）の工程まで完成した太陽電池素
子群Ｃに対して、裏面最終取り出し作業を行ったとこ
ろ、２度程素子群を裏返したが、接続部材６０５が何等
折り曲がることなく、スムーズに作業を行うことができ
た。
【００９０】また、これらの太陽電池素子群Ｃは、実施
例２と全く同様の被覆を行い、５直列（５個の太陽電池
素子を直列接続したもの）の太陽電池モジュールＣを作
製した。外観検査から、１ｍｍに設定したギャップが約
０．８ｍｍに狭まっていることが分かった。さらに、直
列接続部材の直上で表面の微妙な盛り上がりが観察され
た。
【００９１】さらに、太陽電池モジュールＣに対して、
実施例２と同様に繰り返しの曲げテストを行ったとこ
ろ、１００００サイクル後でも外観および変換効率とも
ほとんど変化がなかった。
【００９２】（比較例３）本例では、ＰＥＴからなる絶
縁テープを設けず太陽電池素子群Ｄを作製した点が実施
例３と異なる。
【００９３】他の点は、実施例３と同様とした。
【００９４】本例では、直列部材の作業の際に、実施例
３のように素子の位置が固定されていなために、かなり
の時間を要してしまった。
【００９５】また、直列接続の終わった太陽電池素子群
Ｄ後に対して、裏面最終取り出し作業を行ったところ、
２度程素子群を裏返した際、５直列（５個の太陽電池素
子を直列接続したもの）中、ちょうど真ん中の金属部材
が折れ曲がってしまい、太陽電池素子群の平面性を失っ
てしまった。
【００９６】さらに、本例の太陽電池モジュールＣを外
観検査したところ、１ｍｍに設定した素子間のギャップ
は変化なく、実施例３（太陽電池モジュールＣ）で観察
された直列部材の付近で表面の盛り上がりも確認されな
かった。また、繰り返し曲げ試験を行ったところ、１０
００サイクル目で変換効率が初期の約半分にまで低下
し、外観検査したところ、直列接続の際に折れ目のつい
た部分において破断が生じていた。
【００９７】したがって、実施例３と比較例３の結果か
ら、直列部材が隣接する素子の表面と裏面にわたって形
成されている場合においても、テープの収縮により金属
箔材にストレスループが形成され、機械的な信頼性の高
いモジュールを作成することができ、歩留も向上するこ
とが分かった。
【００９８】また、上述した実施例３及び比較例３に関
する結果は、ＰＥＴテープの代わりに厚さ２５μｍのポ
リイミドの絶縁性テープを用いても変わらなかった。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
太陽電池素子群を作製する際の作業効率及び歩留を向上
することができる。また、高い信頼性を有する太陽電池
モジュールと、安定した太陽電池モジュールの製造方法
を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１に係る太陽電池素子群の概略
図である。
【図２】図２は、本発明の接続部材の作用を示す概略図
である。
【図３】図３は、本発明に係る有機高分子樹脂の基本構
成を表す概略図である。
【図４】図４は、本発明に係る太陽電池素子の概略図で
ある。
【図５】図５は、実施例２および比較例２に係る太陽電
池モジュールにおいて、繰り返し曲げサイクル数と変換
効率の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例３に係る太陽電池モジュールの
概略図である。
【図７】図７は、従来例に係る太陽電池モジュール、及
び太陽電池素子の概略図である。
【符号の説明】 １００、２００、２１０、３００、６００、７００ 太
陽電池素子、 １０１、２０１、４０１、６０１、７０５ エッチング
ライン、 １０２、７１０ 裏面基板、 １０３、２０１、２１１、４０５、６０３、７０６ 集
電電極、 １０４、７０９ ポリイミドテープ、 １０５、４０６、７０７ バスバー電極、 １０６、２０４、６０６ 絶縁性テープ、 １０７、２０２、６０５、７２０ 金属箔材、 ４０７、６０４、７０８ 銀ドット、 ４０１、７０１ 基板、 ４０２、７０２ 下部電極層、 ４０３、７０３ 半導体層、 ４０４、７０４ 上部電極層、 ２０３ 半田、 ３０１ 最表面材、 ３０２ 表面封止材、 ３０３ 裏面封止材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹山 祥史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−224266（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−66956（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/18

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の太陽電池素子を金属箔材にて直列
    又は並列に接続した太陽電池素子群を、有機高分子樹脂
    により被覆することにより形成される太陽電池モジュー
    ルの製造方法において、複数の太陽電池素子を、該複数
    の太陽電池素子間にギャップを設けて配列する工程と、
    該複数の太陽電池素子に絶縁性テープを貼付する工程
    と、該複数の太陽電池素子を金属箔材にて直列又は並列
    に接続する工程と、該複数の太陽電池素子を有機高分子
    樹脂により被覆する工程と、前記絶縁性テープの熱収縮
    により前記金属箔材にループ形状を形成する工程と、を
    含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記被覆する工程において印加される熱
    により、前記絶縁性テープを熱収縮させることを特徴と
    する請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
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