JP4462973B2 - 太陽電池、その製造方法および太陽電池モジュール - Google Patents
太陽電池、その製造方法および太陽電池モジュール Download PDFInfo
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Description
本発明の太陽電池は、典型的には、図1に示すように、太陽電池本体10と、太陽電池本体10から外部に出力するための配線13とを備え、配線13が、太陽電池本体10と電気的に接続されている部分と、接着剤12a、12bにより太陽電池本体10と機械的に接続されている部分とを有する。
本発明の太陽電池の製造方法は、太陽電池本体と、太陽電池本体から外部に出力するための配線とを備え、配線が、太陽電池本体と電気的に接続されている部分と、接着剤により太陽電池本体と機械的に接続されている部分とを有する太陽電池の製造方法であって、太陽電池本体のメイングリッドのうちのグリッドが形成されている領域およびグリッドが形成されていない領域に配線を配置し、メイングリッドのうちのグリッドが形成されている領域に配置された配線をハンダにより太陽電池本体と電気的に接続し、メイングリッドのうちのグリッドが形成されていない領域に配置された配線を接着剤により太陽電池本体と機械的に接続することを特徴とする。
本発明の太陽電池モジュールは、上述した太陽電池を備えることを特徴とする。従来のものより、グリッドのAgペースト量が少なく、低温焼成であっても、信頼性を保持しつつ、電気特性の優れるモジュールを提供することができる。
アルカリエッチングされた厚さ240μm、125mm角のp型多結晶シリコン基板の片側表面(受光面)に、900℃のPの熱拡散により、50Ω/□の面抵抗値をもつn型拡散層を形成した。つぎに、n型拡散層上に、反射防止膜として、プラズマCVD法により厚さ60nmのシリコン窒化膜を形成した。
メイングリッドと配線とを接着剤で接続しなかった点、およびメイングリッドには、図1に示すようなグリッドを形成しなかった部分12aを設けず、連続するグリッドとした点以外は、実施例1と同様にして、配線付き太陽電池を得た。得られた太陽電池について、実施例1と同様に、電気特性試験および温湿度サイクル試験をおこなった。その結果を、表1に示す。表1の結果から明らかなとおり、実施例1と比較例1とでは、電気特性および信頼性ともに同等の太陽電池が得られた。
受光面のAgペーストの印刷重量は、実施例1では0.2gであったが、スクリーンマスクの仕様を総厚110μmから総厚90μmに変えることで、印刷重量を0.17gと15%低減させた。また、Agペーストの焼成温度を620℃から580℃に低下した。これらの点以外は、実施例1に同様にして、太陽電池を得た。
実施例2では、受光面のみに接着剤を配置させた。これに対して、本実施例では、図4(a)に示すように、受光面に接着剤44aを配置するとともに、図4(b)に示すように、受光面の裏面にも、接着剤44bを配置した。接着剤は、受光面の接着剤44aと、受光面の裏面の接着剤44bとが、基板を挟んで表裏対称の領域に配置させた。
メイングリッドと配線とを接着剤で接続せず、すべてハンダ接着とした点および、Agペーストの印刷重量を0.2gとし、Agペーストの焼成温度を620℃した点以外は、実施例3と同様にして太陽電池を製造し、同様に評価した。その結果を表1に示す。
実施例2では、電極のハンダ材料として、表2に示すように、従来の有鉛ハンダ材料(Sn−36Pb−2Ag)を使用したが、本実施例では、鉛フリーハンダ材料(Sn−42Bi−1.3Ag)を使用した。その他の点では、実施例2と同様にして、太陽電池を製造し、同様に評価した。
実施例1では、図1に示すように、太陽電池本体10の受光面と配線13との間に接着剤12a、12bを配置させた。これに対して、本実施例では、図5に示すとおり、接着剤54が配線53を跨ぐように形成され、太陽電池本体と配線とを機械的に接続した。接着剤の受光面への塗布面積は、1〜2%程度に抑えた。また、配線53とメイングリッドをハンダ接合した後、接着剤を塗布し、加熱し、接着した。他の点は、実施例1と同様にして、太陽電池を製造し、同様に評価した。その結果を表1に示す。
実施例5では、着色剤としてピグメントレッド顔料を0.5%含むエポキシ樹脂接着剤を使用したが、本実施例では、かかる着色剤を含まない接着剤、すなわち、ピグメントレッド顔料を除いたエポキシ樹脂接着剤を使用した。この点以外は、実施例5と同様にして、太陽電池を製造し、同様に評価した。その結果を、表1に示す。
本実施例では、粉末状シリカを添加した接着剤を使用した。シリカの平均粒径は0.4μmのものを用い、添加量は0.5%とした。その他の点は、実施例5とは同様にして、太陽電池を製造した。信頼性の評価については、25サイクルに加え、50サイクルまで延長し、温湿度サイクル試験を実施した。その結果を表3に示す。
実施例3で製造した太陽電池を用い、太陽電池モジュールを製造した。配線には、図6に示すようなストレスリリースが可能な段差形状を有するものを使用した。太陽電池モジュールは、図7に示すように構成し、54直列構造とした。また、一般市販品と同一のモジュール材料を使用し、3台製造し、その平均値を以って、評価した。評価した結果を表4に示す。
比較例2で製造した太陽電池を用い、実施例8と同様にして、太陽電池モジュールを製造し、同様に評価した。その結果を表4に示す。表4の結果から明らかなとおり、従来よりも低員数のAgペーストからなり、低温焼成により得られた太陽電池を構成要素とする太陽電池モジュールが、1Wの出力アップを果たしつつ、従来品と同等の信頼性を有していることが明らかになった。
Claims (16)
- 太陽電池本体と、該太陽電池本体から外部に出力するための配線とを備える太陽電池において、太陽電池本体のグリッドが形成されている領域とグリッドが形成されていない領域に配置されている前記配線を備え、前記配線は、ハンダにより太陽電池本体のグリッドが形成されている領域と電気的に接続されている部分と、接着剤により太陽電池本体のグリッドが形成されていない領域と機械的に接続されている部分とを有することを特徴とする太陽電池。
- 前記接着剤の少なくとも1つが、太陽電池本体のうち、配線の外部への取り出し領域に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池。
- 前記接着剤が配線1本につき2箇所配置され、前記接着剤間の距離が、太陽電池本体の配線方向の1辺の長さの1/2以上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。
- 前記接着剤は、受光面と、受光面の裏面の双方に配置され、受光面の接着剤は、受光面の裏面の接着剤と基板を挟んで対称となるように配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記接着剤の少なくとも1つが、配線上を跨ぐように形成されることにより、太陽電池本体と配線とが機械的に接続されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記接着剤は、着色剤を含まないエポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂またはアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記接着剤は、粉末状のシリカを含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の太陽電池。
- 前記配線は、ストレスリリースが可能な段差形状を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の太陽電池。
- 太陽電池本体と、該太陽電池本体から外部に出力するための配線とを備え、前記配線は、太陽電池本体と電気的に接続されている部分と、接着剤により太陽電池本体と機械的に接続されている部分とを有する太陽電池の製造方法であって、太陽電池本体のメイングリッドのうちのグリッドが形成されている領域およびグリッドが形成されていない領域に配線を配置し、前記メイングリッドのうちのグリッドが形成されている領域に配置された配線をハンダにより太陽電池本体と電気的に接続し、前記メイングリッドのうちのグリッドが形成されていない領域に配置された配線を接着剤により太陽電池本体と機械的に接続することを特徴とする太陽電池の製造方法。
- 太陽電池本体と配線とを、機械的かつ電気的に一度に接続することを特徴とする請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池本体と配線とを接着剤により機械的に接続した後、太陽電池本体のメイングリッドと配線とをハンダ付けすることを特徴とする請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池本体のメイングリッドと配線とをハンダ付けした後、太陽電池本体と配線とを接着剤により機械的に接続することを特徴とする請求項9に記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池本体と配線とをハンダ付けした後、ハンダ付けした部分が室温に降温するまでに接着剤を配置することにより、太陽電池本体と配線とを機械的に接続することを特徴とする請求項12に記載の太陽電池の製造方法。
- 少なくとも太陽電池本体のメイングリッドが、Bi系の鉛フリーハンダを備える請求項10〜13のいずれかに記載の太陽電池の製造方法。
- 太陽電池本体と、該太陽電池本体から外部に出力するための配線であって太陽電池本体のグリッドが形成されている領域とグリッドが形成されていない領域に配置される配線とを備え、前記配線は、ハンダにより太陽電池本体のグリッドが形成されている領域と電気的に接続されている部分と、接着剤により太陽電池本体のグリッドが形成されていない領域と機械的に接続されている部分とを有する太陽電池を備える太陽電池モジュール。
- 前記接着剤が、太陽電池本体の受光面と、受光面の裏面の双方に配置されている請求項15に記載の太陽電池モジュール。
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