JP5423105B2 - 太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システム - Google Patents

太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システム Download PDF

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Description

本発明は、太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システムに関する。
太陽電池セルを備えた太陽電池システムは、太陽からの光を電気に変換することから新しいエネルギー変換システムとして期待されており、近年においては一般家庭用の電源や大規模発電プラントとしても利用が盛んに進められつつある。
このような状況下の中、現在、太陽電池システムのより一層の普及のために、低コスト化の研究開発が盛んに行われている。
従来の太陽電池システムは、例えば、一又は複数の太陽電池モジュールからなり、該太陽電池モジュールは電気的に直列接続してなる複数の太陽電池セルを有している。
従来の太陽電池モジュールにおいては、一般に、隣り合う太陽電池セルの一方の太陽電池セルの表面電極と他方の太陽電池セルの裏面電極との間は銅箔等の導電性接続部材によりハンダ等を介して接続されている。
当該太陽電池セルにおいては、例えば、上記表面電極は、太陽電池セルの表面(半導体基板の上面上)の略全面の領域内に形成される複数本の幅狭の電極であるフィンガー電極と、このフィンガー電極と接続された幅広のバスバー電極で構成されており、また上記裏面電極は、太陽電池セルの裏面(半導体基板の下面上)の略全面の領域内に形成される複数本の幅狭の電極であるフィンガー電極と、このフィンガー電極と接続された幅広のバスバー電極で構成されるものや前記略全面上全体に金属膜が形成された構成のものがある。特に両面受光型の太陽電池セルの場合、上述のフィンガー電極及びバスバー電極で構成されるものを採用する場合がある。
最近、太陽電池モジュール中の隣り合う太陽電池セルの一方の太陽電池セルの表面電極と他方の太陽電池セルの裏面電極との間と銅箔等の導電性接続部材の接続を樹脂からなる導電性接着剤で行うことが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1には、上記接着剤として導電性粒子や絶縁性の粒子を含んだ樹脂が開示されており、上記バスバー電極は、導電性接続部材との電気的接続を十分に確保するために導電性接着剤を介して該導電性接続部材と十分に対向できるように幅広である。
特開2008−147567号公報
しかしながら、上述のような樹脂からなる接着剤を用いる場合、表面電極、裏面電極は、導電性接続部材へ食い込むような形態が電気的な接続としてより好ましいが、導電性接続部材へ食い込ませるためには、導電性接続部材の幅広のバスバー電極への押圧を大きくする必要があり、その結果、太陽電池セルの割れが生じやすくなり、製造歩留まりが悪くなるといった課題がある。
そして、導電性接続部材の表面又はバスバー電極の表面に凹凸を有している場合でも、バスバー電極が幅広であるため、導電性接続部材とバスバー電極の接する箇所が多くまたは広い範囲で分布することから、同様の課題が生じる。
また、従来の幅広のバスバー電極は、電極材料を多く使用する必要があり、コスト高になるといった課題もあった。
本発明は、上記課題を鑑みなされたものであり、良好な電気的接続および低コスト化が可能な太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システムを提供するものである。
本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セルを電気的に接続するための導電性接続部材とを備える太陽電池モジュールであって、
前記太陽電池セルは、複数本の第1の細線状電極と該複数の第1の細線状電極とそれぞれ交わるように構成された少なくとも1つの第2の細線状電極を有する一方の電極と、他方の電極とを備え、前記導電性接続部材は、前記太陽電池セルの前記一方の電極が該導電性接続部材に食い込むように該太陽電池セルと樹脂からなる接着剤により接着されていることを特徴とする。
本発明に係る太陽電池モジュールは、前記一方の電極は前記第1の細線状電極および前記第2の細線状電極を有し、該第1、第2の細線状電極が細線状であるので、該第1、第2の細線状電極の少なくともいずれかが前記導電性接続部材に良好に食い込むようにできて良好な電気的接続および低コスト化が可能となる。
前記接着剤には、半田、Ni、Ag等の導電性粒子等の導電性材が含まれてもよく、またSiO2などの非導電性粒子等の非導電性材が含まれてもよく、これらの両方が含まれてもよく、またこれら両方を含まなくともよい。
前記導電性接続部材は、その表面に導電性軟質層を備えることを特徴とする。
前記導電性接続部材がその表面に導電性軟質層を備えるので、前記一方の電極の該導電性接続部材への食い込みが良好となり、より良好な電気的接続が可能となる。
前記第2の細線状電極の平均高さは、前記第1の細線状電極の平均高さより大きいことを特徴とする。なお、平均高さとは、前記導電性接続部材と対応する範囲における前記第1の細線状電極、前記第2の細線状電極の各線幅の中心に位置する中心線に沿った高さの平均をいう。
前記第2の細線状電極の平均高さは、前記第1の細線状電極の平均高さより大きいので、前記第2の細線状電極の前記導電性接続部材への食い込みが良好となり、より良好な電気的接続が可能となる。
前記第2の細線状電極が、前記導電性接続部材に食い込むことを特徴とする。
前記第2の細線状電極の線幅は、前記第1の細線状電極の線幅と略同じであることを特徴とする。
例えば、前記第2の細線状電極の線幅と前記第1の細線状電極の線幅の差は、絶対値で50μm以内である。
前記第2の細線状電極の線幅は、前記第1の細線状電極の線幅と略同じであるので、
例えば、スクリーン印刷法で容易に形成可能である。
前記第2の細線状電極は、非直線状であることを特徴とする。
前記第2の細線状電極は、非直線状であるので、該第2の細線状電極と前記導電性接続部材が接する部分が増えるため、前記一方の電極と前記接続部材との間の良好な電気的接続が得られ、このように接する部分が増えるに加え、外力が分散するため、機械的接続の信頼性が高くなる。また、前記導電性接続部材の前記第2の細線状電極上への配置の際の精度を低くできるため、製造時間を低減でき、製造コストを抑えることができる。
前記第2の細線状電極の幅Wは、前記導電性接続部材の幅より大きいことを特徴とする。
前記第2の細線状電極の幅Wは、前記導電性接続部材の幅より大きいので、前記導電性接続部材の前記第2の細線状電極上への配置の際の精度を低くできるため、製造時間を低減でき、製造コストを抑えることができる。
本発明に係る太陽電池セルは、導電性接続部材により他の太陽電池セルと電気的に接続されると共に、該導電性接続部材が樹脂からなる接着剤により該太陽電池セルと前記他の太陽電池セルに接着される太陽電池セルであって、前記太陽電池セルは、複数本の第1の細線状電極と該複数の第1の細線状電極とそれぞれ交わるように形成された少なくとも1つの第2の細線状電極を有する一方の電極と、他方の電極を備えることを特徴とする。
本発明に係る太陽電池セルは、前記一方の電極は前記第1の細線状電極および前記第2の細線状電極を有し、該第1、第2の細線状電極が細線状であるので、該第1、第2の細線状電極の少なくともいずれかが前記導電性接続部材に良好に食い込むようにできて良好な電気的接続および低コスト化が可能となる。
本発明に係る太陽電池システムは上記太陽電池モジュールを備えることを特徴とする。
本発明に係る太陽電池システムは、前記一方の電極は前記第1の細線状電極および前記第2の細線状電極を有し、該第1、第2の細線状電極が細線状であるので、該第1、第2の細線状電極の少なくともいずれかが前記導電性接続部材に良好に食い込むようにできて良好な電気的接続および低コスト化が可能となる。
前記他方の電極は、複数本の第1の細線状電極と該複数の第1の細線状電極とそれぞれ交わるように構成された少なくとも1つの第2の細線状電極を有してもよい。
前記一方の電極の前記第2の細線状電極の形状と前記他方の電極の前記第2の細線状電極の形状は、対称関係にあってもよい。また、前記一方の電極の前記第2の細線状電極の形状と前記他方の電極の前記第2の細線状電極の形状は、前記半導体基板の上面上方側から垂直方向に見た場合、裏返しの関係であってもよい。
前記一方の電極の第2の細線状電極と前記他方の前記第2の細線状電極は、太陽電池セルを構成する半導体基板を介して対向するように配置されると共に、前記半導体基板の上面上方側から垂直方向に見た場合、形状が異なると共に交わる部分を有してもよい。前記一方の電極の第2の細線状電極と前記他方の前記第2の細線状電極の少なくとも一方は非直線状であってよい。
本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュールの上面図である。 本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュールの斜視図である。 図1のA−A’に沿った一部断面図である。 図4(a)は図1の太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図であり、図4(b)は当該太陽電池セルの裏面図である。 図5(a)は本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルと導電性接続部材との接続を説明するための表側平面図であり、図5(b)は 図5(a)中のA−A’に沿った一部の模式断面図である。 図6(a)は 図5(a)中のB−B’に沿った一部の模式断面図、図6(b)は 図5(a)中のC−C’に沿った一部の模式断面図である。 図7(a)は本発明の第2実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図7(b)は当該太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図である。 図8(a)は本発明の第3実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図8(b)は当該太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図である。 図9(a)は本発明の第4実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図9(b)は当該太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図である。 図10(a)は本発明の第5実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図10(b)は当該太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図である。 図11(a)は本発明の第6実施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図11(b)は当該太陽電池モジュール中の太陽電池セルの下面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
図1乃至図6を参照して本発明の第1実施形態に係る複数の太陽電池セルを備えた太陽電池モジュールを説明する。図1は本実施形態に係る太陽電池モジュールの上面図、図2は当該太陽電池モジュールの斜視図、図3は図1のA−A’断面の一部の断面図、図4(a)は図1の太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図4(b)は当該太陽電池セルの裏面図、図5(a)は当該太陽電池セルと導電性接続部材との接続を説明するための表側平面図であり、図5(b)は 図5(a)中のA−A’に沿った一部の模式断面図、図6(a)は 図5(a)中のB−B’に沿った一部の模式断面図、図6(b)は 図5(a)中のC−C’に沿った一部の模式断面図である。
図1乃至図3を参照して、1は太陽電池モジュールであり、該太陽電池モジュール1は、白板強化ガラス等の透明な表面側カバー2、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の樹脂フィルムからなる耐候性の裏面側カバー3、および表面側カバー2と裏面側カバー3の間に充填材7を介して配置された、複数の太陽電池セル4、4、・・・が導電性表面材としての厚み20〜40μmの鉛フリー半田層(柔軟層)で表面が被覆されてなる銅箔等からなる幅0.8〜2mm、厚み100〜200μmののストリップ状の導電性接続部材5、5、・・により電気的に直列接続されてなる直線状の太陽電池群6、6、・・・からなる板状の構成体と、該構成体を支持するアルミニウム等からなる金属製枠体8から構成されている。
各太陽電池群6、6、・・・は互いに並列に配置され、全ての太陽電池群6、6、・・・が電気的に直列接続するように、各所定の隣り合う太陽電池群6、6の一方端側の導電性接続部材5、5、5、5が幅6mm、厚み300μmの鉛フリー半田層で表面が被着された平板銅線等からなるストリップ状の導電性接続部材9によって半田接続されると共に、他の所定の隣り合う太陽電池群6、6の他方端側の導電性接続部材5、5、5、5・・・が幅3mm、厚み300μmの鉛フリー半田層で表面が被覆された平板銅線等からなるL字状の導電性接続部材10、11と半田接続されている。この構成により、太陽電池モジュール1の複数の太陽電池セル4、4、・・・はマトリックス状に配置される。
最外側の太陽電池群6、6中の電力取り出し側の両最端の太陽電池セル4、4の接続部材5、5、・・には、太陽電池モジュール1から電気出力を取り出すための幅6mm、厚み300μmの半田メッキ付き平板銅線等からなるL字状の接続部材(出力取り出し用接続部材)12、13がそれぞれ半田接続されている。
なお、上記L字状の接続部材10、11とL字状の接続部材12、13との間、上記L字状の接続部材11とL字状の接続部材13の間で交差する部分は、図示しないポリエチレンテレフタレート(PET)等の絶縁シートなどの絶縁部材を介在させている。
また、図示しないが、上記L字状の接続部材10、上記L字状の接続部材11、L字状の接続部材12およびL字状の接続部材13の各先端側部分は、裏面側カバー3の切り欠きを介して太陽電池モジュール1の上部側中央に位置するように端子ボックス14内に導かれている。前記端子ボックス内14において、上記L字状の接続部材12とL字状の接続部材10の間、上記L字状の接続部材10とL字状の接続部材11の間、およびL字状の接続部材11とL字状の接続部材13の間は、ぞれぞれバイパスダイオード(図示しない)で接続されている。
図4乃至図6を参照して、上記太陽電池セル4、4、・・・は、表面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極40a、40a・・・とこれと接続される2本の幅狭の鋸歯状のバスバー電極40b、40bからなる表面電極40を有すると共に、裏面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極41a、41a・・・とこれと接続される2本の幅狭の鋸歯状のバスバー電極41b、41bからなる裏面電極41を有している。なお、図4中の点線は、接続部材5が配置される部分を示している。
上記太陽電池セル4、4、・・・は、例えば、図示しないが、n型単結晶シリコン基板のテクスチャー構造を有する表面上の略全域に、i型アモルファスシリコン層、p型またはn型の一導電型アモルファスシリコン層及び上記セル表面としてのITOなどの一方の透明導電膜層をこの順に備え、該基板のテクスチャー構造を有する裏面上の略全域に、i型アモルファスシリコン層、前記一導電型とは逆導電型であるアモルファスシリコン層、上記セル裏面としてのITOなどの他方の透明導電膜層をこの順に備えた光電変換部を有する所謂HIT構造の太陽電池セルであり、表面電極40及び裏面電極41は、エポキシ樹脂をバインダー、銀粒子を導電基体とした熱硬化型導電性ペーストである銀ペーストを熱硬化して作製されている。
そして、隣り合う太陽電池セル4、4・・・は、一方の太陽電池セル4の表面電極40のバスバー電極40b、40bと他方の太陽電池セル4の裏面電極41のバスバー電極41b、41b間が、例えば、エポキシ樹脂及び導電性粒子であるニッケル粒子を含む樹脂からなる導電性接着剤10により導電性接続部材5、5が機械的および電気的に接続されている。
上記表面電極40は、バスバー電極40bの平均高さがフィンガー電極40aの平均高さより高く、好ましくは5μm以上高く構成され、バスバー電極40bの幅Wが導電性接続部材5の線幅より広く構成されている。
本実施形態では、フィンガー電極40a、40a・・・は、厚み(平均高さ)20〜60μmから設定され、例えば40μmであり、線幅Wfが50〜120μm、好ましくは50〜100μmから設定され、例えば90μmの細線状電極で、2mmおきに配置され、バスバー電極40b、40bは、厚み(平均高さ)20〜80μmから設定され、例えば50μmであり、線幅Wbが50〜200μm、好ましくは80〜150μmから設定され、例えば120μmの細線状電極で、幅Wは1〜2.5mmであり、導電性接続部材5の線幅が1mmの場合、例えば1.4mmである。
裏面電極41は、バスバー電極41bの平均高さがフィンガー電極41aの平均高さより高く、好ましくは5μm程度以上高く構成され、バスバー電極40bの幅Wが導電性接続部材5の線幅より広く構成されている。
本実施形態では、フィンガー電極41a、41a・・・は、厚み(平均高さ) が10〜60μmから設定され、例えば25μmであり、線幅Wfが50〜150μmから設定され、例えば120μmの細線状電極で、1mmおきに配置されおり、バスバー電極41b、41bは、厚み(平均高さ)30〜100μmから設定され、例えば30μmであり、、線幅Wbが50〜200μm、好ましくは80〜150μmから設定され、例えば120μmの細線状で、幅Wは1〜2.5mmであり、導電性接続部材5の線幅が1mmの場合、例えば1.4mmである。
上記フィンガー電極40a、41aの線幅Wfと上記バスバー電極40b、41bの線幅Wbの比Wf/Wbは、0.5〜1.5であり、好ましくは上記フィンガー電極40a、41aの線幅と上記バスバー電極40b、41bの線幅の差は、例えば、絶対値で50μm以内である。
また、表面電極40においては、光入射を十分に行うためフィンガー電極40aの線幅をより狭くするのが好ましい。この場合、スクリーン印刷での形成では、フィンガー電極40aの延在方向を印刷方向とするのが好ましく、バスバー電極40bの印刷かすれを防止するため、バスバー電極40bの線幅はフィンガー電極40aの線幅より大きくするのが好ましく、上記フィンガー電極40aの線幅Wfと上記バスバー電極40bの線幅Wbの比Wf/Wbは、0.5以上1未満である。
本実施形態では、表面電極40は、幅狭の細線状のバスバー電極40b、40bが導電性接続部材5、5の上述の柔軟層5a、5aに大部分の領域で深く食い込んで接続され、フィンガー電極40aは、バスバー電極40b、40bに比べ平均高さが低いため、導電性接続部材5、5の上述の柔軟層5a、5aへの食い込み状態が大部分の領域で浅く接続されている。なお、フィンガー電極40aは、導電性接続部材5、5と当接する形態でもよく、更には食い込まない形態でもよい。
また、裏面電極41も、幅狭の細線状のバスバー電極41b、41bが導電性接続部材5、5の上述の柔軟層5a、5aに大部分の領域で深く食い込んで接続され、フィンガー電極41aは、バスバー電極41b、41bに比べ平均高さが低いため、導電性接続部材5、5の上述の柔軟層5a、5aへの食い込み状態が大部分の領域で浅く接続されている。なお、フィンガー電極41aは、導電性接続部材5、5と当接する形態でもよく、更には食い込まない形態でもよい。
このように、接続部材5,5、・・・は、太陽電池セル4,4、・・の表面、バスバー電極40b、40b、41b、41b及びフィンガー電極40a、41a、・・・に接着剤10,10、・・により固着されているに加え、バスバー電極40b、40b、41b、41bが接続部材5,5、・・・に良好に食い込む形態をとることにより、接続部材5,5、・・・が太陽電池セル4、4、・・・に電気的、機械的に良好に取り付けられている。
本実施形態では、バスバー電極40b、40bの幅W、バスバー電極41b、41bの幅Wが導電性接続部材の線幅より大きいため、導電性接続部材5のバスバー電極40b、40b、バスバー電極41b、41bの配置の際の精度が低くてもよいため、製造時間を低減でき、製造コストを抑えることができる。
本実施形態では、表面電極40、裏面電極41は幅狭である細線状のフィンガー電極40a、41aおよび幅狭である細線状のバスバー電極40b、41bで構成されているため、電極の材料量を少なくできる。
更に、本実施形態では、フィンガー電極40a、41aのほか、バスバー電極40b、41bが幅狭である細線状であるので、従来の幅広のバスバー電極に比べて導電性接続部材のバスバー電極への押圧を大きくすることなく、導電性接続部材5への良好な食い込みが可能になり、表面電極40、裏面電極41と接続部材5との間の良好な電気的接続が得られる。
また、バスバー電極40b、41bは、鋸歯状、即ち直線状でない形状(非直線状)としているので、バスバー電極が細線の直線状であるより、接続部材5、5とバスバー電極40b、41bが接する部分が増えるため、表面電極40、裏面電極41と接続部材5との間の良好な電気的接続が得られ、また、当該接する部分が増えるに加え、外力が分散するため、機械的接続の信頼性が高くなる。また、バスバー電極40b、41bは、非直線状としているので、導電性接続部材5のバスバー電極40b、40b、バスバー電極41b、41bの配置の際の精度が低くてもよいため、製造時間を低減でき、製造コストを抑えることができる。
また、本実施形態では、バスバー電極40b、41bの平均高さがフィンガー電極40a、41aの平均高さより高いので、表面電極40、裏面電極41の導電性接続部材への機械的な接続はバスバー電極40b、41bがフィンガー電極40a、41aより支配的になる。
この結果、従来の幅広のバスバー電極に比べて導電性接続部材5のバスバー電極40b、41bへの押圧を大きくすることなく、導電性接続部材へのより良好な食い込みが可能になり、表面電極40、裏面電極41と接続部材5との間の良好な電気的接続が得られると共に、本実施形態のように表面電極40、裏面電極41のフィンガー電極40a、41aの本数が異なる場合、裏面側と表面側の応力差を小さくでき、セル割れを抑制でき、良好な製造歩留まりが可能となる。
また、フィンガー電極40a、41aの平均高さはバスバー電極40b、41bの平均高さより小さいので、フィンガー電極の平均高さが高い場合に比べて接着剤10が当該フィンガー電極に沿って広がるのを抑えることができる。
本実施形態では、バスバー電極40b、40bの幅W、バスバー電極41b、41bの幅Wが導電性接続部材の線幅より大きいため、接着剤10が広がってもその広がりをバスバー電極40b、40bの張り出した部分では当該部分内までに押さえることができる。
(太陽電池モジュールの製造方法)
以下に本実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明する。
まず、太陽電池セル4の上記表面側の透明電極膜層上に、スクリーン印刷によりエポキシ系熱硬化型銀ペーストを印刷し、200℃で1時間加熱してこれを完全に硬化させて表面電極40を形成する。その後、同様に、太陽電池セル4の上記裏面側の透明電極膜層上に、スクリーン印刷によりエポキシ系熱硬化型銀ペーストを印刷し、200℃で1時間加熱してこれを完全に硬化させて裏面電極41を形成する。
ここで、バスバー電極40b、41bの平均高さをフィンガー電極40a、41aの平均高さより高くなるように、本実施形態ではバスバー電極40b、41bの幅をフィンガー電極40b、41bの幅より大きく設定し、且つ上述のスクリーン印刷の印刷スピードを制御する。なお、これに代えて、バスバー電極40b、41bの平均高さをフィンガー電極40b、41bの平均高さより高くなるように、異なる印刷版を用いてスクリーン印刷を2回印刷してもよい。
次に、複数の接続部材5、5、・・・を準備し、各接続部材5の一方の表面上の太陽電池セル4と対向する部分および他の表面上の該セル4と隣り合う太陽電池セル4と対向する部分に約30μmの厚みになるようにディスペンサーを用いて接着剤10を塗布する。
次に、複数の太陽電池セル4、4、・・・を隣り合う太陽電池セル4、4の一方の太陽電池セル4の表面電極40のバスバー電極40bと他方の太陽電池セル4の裏面電極41のバスバー電極41bとに上記接着剤10が塗布された面が対向するように接続部材5、5、・・・を配置した状態で、約2MPaで加圧しながら、200℃で1時間加熱して接着剤を硬化させて太陽電池群6を作製する。なお、この加熱過程において、バスバー電極40b、・・・、41b・・・が接続部材5、5、・・・の柔軟層5a、5a、・・に食い込むように加圧する。ここでは、太陽電池セル4、4と接続部材5を接着するために、接着剤10を形成した接続部材5を準備したが、接着剤10を太陽電池セル4上に塗布等により形成したものを準備してもよく、接着剤10としてフィルム状のものを準備し、これをバスバー電極40b、・・・41b・・・上に配置し、その上に接続部材5、5・・・を配置した状態で加熱・加圧してもよい。
次に、太陽電池群6を複数準備し、接続部材9、9、9、接続部材10、11、12、13を取り付けた構造体を作製した後、表面側カバー2、充填材となる封止シート、該構造体、充填材となる封止シート、裏面側カバー3の順に積層し、真空状態で、150℃で10分間加熱圧着する。その後、150℃で1時間加熱することで、完全に硬化させる。
最後に、端子ボックス14、金属枠体8をとりつけ、太陽電池モジュール1を完成する。
(第2実施形態)
図7を参照して本発明の第2実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図7(a)は本施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図7(b)は当該太陽電池セルの下面図である。
上面図である。なお、第1実施形態との相違点について主に説明する。
図7を参照して、各太陽電池セル4、4、・・・は、表面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極40a、40a・・・とこれと接続される2本の幅狭の鋸歯状のバスバー電極140b、140bからなる表面電極40を有すると共に、裏面上に略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極41a、41a・・・とこれと接続される2本の幅狭の鋸歯状のバスバー電極141b、141bからなる裏面電極41を有している。
第2実施形態で、第1実施形態と異なる点は、表面電極40のバスバー電極140bの幅Wが導電性接続部材5の線幅と同じまたは当該幅より狭く、裏面電極41のバスバー電極141bの幅Wが導電性接続部材5の線幅同じまたは当該幅より狭く構成されている点である。
本実施形態では、バスバー電極140b、140b、141b、141bは例えば幅W0.6〜1mmから設定され、その他は第1実施形態と同じである。
本実施形態では、第1の実施形態と同様に従来に比べ良好な電気的および機械的な接続やセル割れの抑制ができる。特に、第1実施形態に比べ、電極材料をより少なくできると共に、接続部材5、5とバスバー電極140b、141bが対向する部分が増え、導電性接続部材5、5へのより良好な食い込みが可能になり、表面電極40、裏面電極41と接続部材5との間のより良好な電気的および機械的な接続が得られる。
(第3実施形態)
図8を参照して本発明の第3実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図8(a)は本施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図8(b)は当該太陽電池セルの下面図である。なお、第1実施形態との相違点について主に説明する。
図8を参照して、各太陽電池セル4、4、・・・は、表面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極40a、40a・・・とこれと接続される2本の幅狭の波形状のバスバー電極240b、240bからなる表面電極40を有すると共に、裏面上に略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極41a、41a・・・とこれと接続される2本の幅狭の波形状のバスバー電極241b、241bからなる裏面電極41を有している。
本実施形態でも、第1実施形態と同様の効果が得られる。
(第4実施形態)
図9を参照して本発明の第1実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図9(a)は本施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図9(b)は当該太陽電池セルの下面図である。なお、第1実施形態との相違点について主に説明する。
図9を参照して、各太陽電池セル4、4、・・・は、表面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極40a、40a・・・とこれと接続される2本の幅狭の直線状のバスバー電極340b、340bからなる表面電極40を有すると共に、裏面上に略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極41a、41a・・・とこれと接続される2本の幅狭の直線状のバスバー電極341b、341bからなる裏面電極41を有している。
本実施形態は第1の実施形態と同様に従来に比べ良好な電気的および機械的な接続やセル割れの抑制ができる。特に、第1実施形態に比べ、電極材料の低減が図れる。
(第5実施形態)
図10を参照して本発明の第5実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図10(a)は本施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図10(b)は当該太陽電池セルの下面図である。なお、第1実施形態との相違点について主に説明する。
図10を参照して、各太陽電池セル4、4、・・・は、表面上に、略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極40a、40a・・・とこれと接続される2本1組となる幅狭の直線状のバスバー電極440b、440bが2つからなる表面電極40を有すると共に、裏面上に略表面全域を覆うように配置される複数本の幅狭の直線状のフィンガー電極41a、41a・・・とこれと接続される2本1組となる幅狭の直線状のバスバー電極441b、441bが2つからなる裏面電極41を有している。
本実施形態は第1の実施形態と同様に従来に比べ電極材料の量を抑制でき、良好な電気的および機械的な接続やセル割れの抑制ができる。特に、第4実施形態に比べ、良好な電気的および機械的な接続が実現できる。
(第6実施形態)
図11を参照して本発明の第6実施形態に係る太陽電池モジュールを説明する。図10(a)は本施形態に係る太陽電池モジュール中の太陽電池セルの上面図、図10(b)は当該太陽電池セルの下面図である。なお、第1実施形態との相違点について主に説明する。
本実施形態が第1実施形態と異なる点は、表面電極40が3つのバスバー電極40b、40b、40bを有すると共に、裏面電極41が3つのバスバー電極41b、41b、41bを有する点である。
本実施形態は、第1実施形態と同様の効果が得られる他、バスバー電極が表面および裏面それぞれ3つ備えるので、集電効率が増す効果が得られる。
(第7実施形態)
次に、本発明の第7の実施の形態に係る太陽電池システムを説明する。
本実施形態の太陽電池システムは、第1実施形態乃至第6実施形態の太陽電池モジュール1の複数を、例えば個人住宅の屋根の上に、固定用ビスを用いて夫々屋根面に留め付け、また隣り合う太陽電池モジュールを互いに係合させて、水下側(軒側)から水上側(棟側)に向けて段葺きに(階段状に)設置すると共に、これらを制御等するための制御システムで構成されてなる太陽電池システムである。
上述の太陽電池システムでは、例えば個人住宅用としたが、本発明はこれに限ることなく、また太陽電池モジュールの設置方法も適宜変更可能である。
上記各実施形態の太陽電池セルは、所謂HIT太陽電池セルを用いて説明したが、単結晶太陽電池セルや多結晶太陽電池セルなどの種々の太陽電池セルに適宜利用可能であり、また両面受光型のほか、片面受光型へも適用が可能である。
上記多結晶太陽電池セルまたは単結晶太陽電池は、例えば、P型多結晶またはP型単結晶からなるシリコン基板の表面から所定の深さまでn+層が形成されてpn接合が形成され、該シリコン基板の裏面から所定の深さまでp+層が形成され、前記n+層上に表面電極40が形成され、前記p+層上に裏面電極41が形成された太陽電池セルでもよい。
また、表面電極のバスバー電極および裏面電極のバスバー電極が共に非直線状の線状電極である場合、幅Wは同一としてもよいが、異なるようにしてもよい。
更には、上記各実施形態とも、表面電極および裏面電極ともフィンガー電極とバスバー電極とで構成された電極であったが、表面電極と裏面電極の形状をことなるようにしてもよく、例えば、表面電極がフィンガー電極とバスバー電極とで構成され、裏面電極が他の構造の電極、例えば全面金属膜で覆われる電極のものへも適用が可能である。
また、接続部材5の表面に凹凸が設けられていてもよい。
更に、上記各実施形態では、表面電極および裏面電極のバスバー電極はそれぞれ2〜3つであるが、適宜その数を変更してもよい。
1 太陽電池モジュール
4 太陽電池セル
5 接続部材
40 表面電極
40a フィンガー電極
40b、140b、240b、340b バスバー電極
41 裏面電極
41a フィンガー電極
41b、141b、241b、341b バスバー電極

Claims (6)

  1. 複数の太陽電池セルと、該複数の太陽電池セルを電気的に接続するための導電性接続部材とを備える太陽電池モジュールであって、
    前記太陽電池セルは、複数本の第1の細線状電極と該複数の第1の細線状電極とそれぞれ交わるように構成された少なくとも1つの第2の細線状電極を有する一方の電極と、他方の電極とを備え、
    前記第2の細線状電極は、非直線状であり、
    前記第2の細線状電極の幅Wは、前記導電性接続部材の幅より大きく、
    前記導電性接続部材は、前記太陽電池セルの前記第2の細線状電極が該導電性接続部材に食い込むように該太陽電池セルと樹脂からなる接着剤により接着されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
  2. 前記導電性接続部材はその表面に導電性軟質層を備えることを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュール。
  3. 前記第2の細線状電極の平均高さは、前記第1の細線状電極の平均高さより大きいことを特徴とする請求項1または請求項2記載の太陽電池モジュール。
  4. 前記第2の細線状電極の線幅は、前記第1の細線状電極の線幅と略同じであるであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
  5. 前記第1の細線状電極が、前記第2の細線状電極よりも浅く前記導電性接続部材に食い込んでいる請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の太陽電池モジュール。
  6. 請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載の太陽電池モジュールを備えた太陽電池システム。
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