JP5496229B2 - Solar cell module and method for manufacturing solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は、インターコネクタによって互いに電気的に接続された複数の太陽電池を有する太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a solar cell module having a plurality of solar cells electrically connected to each other by an interconnector and a method for manufacturing the solar cell module.

従来の太陽電池モジュールでは、隣り合って配列された太陽電池がインターコネクタによって電気的に接続されている。太陽電池モジュールに入射した光のうち、インターコネクタに入射した光は、インターコネクタ表面で上方へ反射し、太陽電池に入射できないため、インターコネクタに入射した光は発電に寄与せず、損失になるという課題があった。   In a conventional solar cell module, solar cells arranged adjacent to each other are electrically connected by an interconnector. Of the light incident on the solar cell module, the light incident on the interconnector is reflected upward on the surface of the interconnector and cannot enter the solar cell. Therefore, the light incident on the interconnector does not contribute to power generation and is lost. There was a problem.

このような課題に対して、例えば、特許文献１では、光学的損失を軽減するために、インターコネクタの受光面側にＶ字溝を金属加工により設け、インターコネクタの受光面での太陽光の反射角度を制御し、太陽電池に反射光を再入射させることにより、発電効率の向上が図られている。   For such a problem, for example, in Patent Document 1, in order to reduce optical loss, a V-shaped groove is provided by metal processing on the light receiving surface side of the interconnector, and sunlight on the light receiving surface of the interconnector is provided. The power generation efficiency is improved by controlling the reflection angle and allowing the reflected light to reenter the solar cell.

特表２００９−５１８８２３号公報Special table 2009-518823

しかしながら、特許文献１に示す形態では、太陽電池と接続するインターコネクタの面は太陽電池との接続を確保するために平坦でなければならず、太陽光の反射角度を制御するＶ字溝がインターコネクタの上下面に交互に形成されている。そのため、太陽電池とインターコネクタを接続する位置を調整し、Ｖ字溝の存在する面を確認する機能が設備側で必要になるという問題があった。   However, in the form shown in Patent Document 1, the surface of the interconnector connected to the solar cell must be flat in order to ensure the connection with the solar cell, and the V-shaped groove for controlling the reflection angle of sunlight is provided in the interface. It is formed alternately on the upper and lower surfaces of the connector. Therefore, there is a problem that the facility side needs to have a function of adjusting the position where the solar cell and the interconnector are connected and confirming the surface where the V-shaped groove exists.

さらに、太陽電池とインターコネクタの接続位置を調整するために、長さ調整で不要となったインターコネクタを廃棄する必要が生じ、インターコネクタの歩留まりが悪化するという問題や、インターコネクタの表面にＶ字溝の金属加工を施すために、製造コストがかかるという問題も生じる。   Furthermore, in order to adjust the connection position between the solar cell and the interconnector, it is necessary to discard the interconnector that is no longer necessary for the length adjustment, and there is a problem that the yield of the interconnector is deteriorated. Since the metal processing of the groove is performed, there is a problem that the manufacturing cost is high.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストを抑えつつ、インターコネクタの受光面での太陽光の反射角度を制御して、太陽電池に反射光を再入射させることができる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and is capable of controlling the reflection angle of sunlight on the light receiving surface of the interconnector and reducing the cost, thereby allowing the reflected light to reenter the solar cell. An object is to provide a battery module.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の太陽電池と、複数の太陽電池を電気的に接続するインターコネクタと、太陽電池の受光面側に設けられた透光性部材と、を備え、インターコネクタのうち、太陽電池の受光面側に配置されるインターコネクタの表面に、共晶組成から外れた合金組成を有するはんだの初晶デンドライトによって凹凸面を設けたことを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a plurality of solar cells, an interconnector that electrically connects the plurality of solar cells, and a light transmitting surface provided on the light receiving surface side of the solar cells. And an uneven surface provided by a primary crystal dendrite of solder having an alloy composition deviating from the eutectic composition on the surface of the interconnector disposed on the light-receiving surface side of the solar cell among the interconnectors. It is characterized by.

本発明によれば、インターコネクタの表面に形成された凹凸面によって、インターコネクタに入射した光を斜め上方に反射させることができるため、その反射光を透光性部材で全反射させて太陽電池に再入射させることができる。これにより、太陽電池モジュールの発電効率の向上を図ることができる。また、インターコネクタ表面のはんだめっきが凝固する際に形成される初晶デンドライトにより、インターコネクタ表面に自然に凹凸面が形成されるので、Ｖ字溝等を形成する場合に比べてコストの抑制や歩留まりの向上を図ることができる。   According to the present invention, since the light incident on the interconnector can be reflected obliquely upward by the uneven surface formed on the surface of the interconnector, the reflected light is totally reflected by the translucent member and the solar cell. Can be incident again. Thereby, the improvement of the power generation efficiency of a solar cell module can be aimed at. In addition, because the primary crystal dendrite formed when the solder plating on the interconnector surface solidifies, an irregular surface is naturally formed on the interconnector surface, which reduces the cost compared to the case where a V-shaped groove or the like is formed. Yield can be improved.

図１は、本発明の実施の形態１にかかるインターコネクタで接続した太陽電池の上面図である。FIG. 1 is a top view of solar cells connected by an interconnector according to a first embodiment of the present invention. 図２は、図１に示す太陽電池の側面図である。FIG. 2 is a side view of the solar cell shown in FIG. 図３は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、インターコネクタと太陽電池の接続箇所の拡大断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 and is an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the interconnector and the solar cell. 図４は、図３に示すＢ部分を拡大した部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view in which the portion B shown in FIG. 3 is enlarged. 図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention. 図６は、比較例として示す太陽電池モジュールの断面図であって、インターコネクタに入射した太陽光の軌跡の概略を示す図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a solar cell module shown as a comparative example, and is a diagram showing an outline of the locus of sunlight incident on the interconnector. 図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの断面図であって、インターコネクタに入射した太陽光の軌跡の概略を示す図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention, and is a diagram schematically showing a trajectory of sunlight incident on the interconnector. 図８は、インターコネクタとはんだ接続した直後の太陽電池が温度制御機構上に搭載された状態を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the solar cell immediately after being soldered to the interconnector is mounted on the temperature control mechanism. 図９は、ホットプレート温度とはんだ温度の時間変化を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in the hot plate temperature and the solder temperature. 図１０は、はんだ中の初晶デンドライトの成長を表す模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the growth of primary dendrite in solder.

以下に、本発明の実施の形態にかかる太陽電池モジュールおよびその製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Below, the solar cell module concerning the embodiment of the invention and its manufacturing method are explained in detail based on a drawing. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるインターコネクタで接続した太陽電池の上面図である。図２は、図１に示す太陽電池の側面図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図であって、インターコネクタと太陽電池の接続箇所の拡大断面図である。図４は、図３に示すＢ部分を拡大した部分拡大図である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a top view of solar cells connected by an interconnector according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of the solar cell shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 1 and is an enlarged cross-sectional view of a connection portion between the interconnector and the solar cell. FIG. 4 is a partially enlarged view in which the portion B shown in FIG. 3 is enlarged.

図３、図４に示したインターコネクタ２と太陽電池１の接続箇所の断面図では、インターコネクタ２の表面に共晶組成から外れた合金組成を有するはんだめっき４が施されている。はんだめっき４中で成長した初晶デンドライト５により、インターコネクタ２の表面に凹凸面が形成されている。特に、インターコネクタ２のうち、太陽電池１の受光面側に配置されるインターコネクタ２の表面に凹凸面が形成される。なお、受光面の反対面側に配置されるインターコネクタ２の表面に凹凸面が形成されていても構わない。   In the cross-sectional view of the connection portion between the interconnector 2 and the solar cell 1 shown in FIGS. 3 and 4, the solder plating 4 having an alloy composition deviating from the eutectic composition is applied to the surface of the interconnector 2. An uneven surface is formed on the surface of the interconnector 2 by the primary crystal dendrite 5 grown in the solder plating 4. In particular, an uneven surface is formed on the surface of the interconnector 2 disposed on the light receiving surface side of the solar cell 1 in the interconnector 2. An uneven surface may be formed on the surface of the interconnector 2 disposed on the opposite side of the light receiving surface.

共晶組成から外れた合金組成を有するはんだめっき４としては、例えば、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕのはんだめっきが用いられ、Ｓｎの初晶デンドライト５により凹凸面がインターコネクタ２の表面に形成される。   As the solder plating 4 having an alloy composition deviating from the eutectic composition, for example, Sn-3.0Ag-0.5Cu solder plating is used, and the uneven surface is formed on the surface of the interconnector 2 by the Sn primary crystal dendrite 5. It is formed.

図５は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュールの断面図である。太陽電池モジュール５０は、透光性部材６と裏面部材７の間にインターコネクタ２で接続された太陽電池１を封止材８により封止して構成される。透光性部材６は、太陽電池１の受光面側に設けられる。   FIG. 5 is a cross-sectional view of the solar cell module according to Embodiment 1 of the present invention. The solar cell module 50 is configured by sealing the solar cell 1 connected by the interconnector 2 between the translucent member 6 and the back surface member 7 with a sealing material 8. The translucent member 6 is provided on the light receiving surface side of the solar cell 1.

例えば、太陽電池モジュール５０は、インターコネクタ２で接続された複数の太陽電池１を、透光性部材６であるガラスと裏面部材７であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムの間に封止材８であるＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂により封止して構成される。   For example, in the solar cell module 50, the plurality of solar cells 1 connected by the interconnector 2 are encapsulated between the glass as the translucent member 6 and the PET (polyethylene terephthalate) film as the back member 7. It is configured by sealing with EVA (ethylene vinyl acetate) resin.

図６は、比較例として示す太陽電池モジュール５１の断面図であって、インターコネクタ２０に入射した太陽光の軌跡の概略を示す図である。比較例では、インターコネクタ２０の表面には凹凸は形成されていない。このように構成された太陽電池モジュール５１に対して太陽光が入射すると、インターコネクタ２０で反射する反射光のほとんどは、入射方向に向けてそのまま反射されるため、透光性部材６であるガラスを透過して外部へ放出されてしまう。そのため、インターコネクタ２０に入射した光は、太陽電池１の電池出力にほとんど貢献することができない。   FIG. 6 is a cross-sectional view of a solar cell module 51 shown as a comparative example, and is a diagram showing an outline of a trajectory of sunlight incident on the interconnector 20. In the comparative example, no irregularities are formed on the surface of the interconnector 20. When sunlight enters the solar cell module 51 configured in this manner, most of the reflected light reflected by the interconnector 20 is reflected as it is in the incident direction, so that the glass that is the translucent member 6 Will be released to the outside. Therefore, the light incident on the interconnector 20 can hardly contribute to the battery output of the solar cell 1.

図７は、本発明の実施の形態１にかかる太陽電池モジュール５０の断面図であって、インターコネクタ２に入射した太陽光の軌跡の概略を示す図である。一方、本実施の形態１にかかる太陽電池モジュール５０では、インターコネクタ２の表面に形成された凹凸面で反射した太陽光は様々な角度で反射される。そして、インターコネクタ２の表面で反射した反射光のうち、透光性部材６であるガラス面に対して全反射する角度で入射した反射光は、太陽電池１へ再入射できる。そのため、インターコネクタ２に入射した光も太陽電池１の電池出力に貢献することができ、太陽電池モジュール５０の発電効率の向上を図ることができる。   FIG. 7 is a cross-sectional view of the solar cell module 50 according to the first embodiment of the present invention, and is a diagram schematically showing the locus of sunlight incident on the interconnector 2. On the other hand, in the solar cell module 50 according to the first embodiment, sunlight reflected by the uneven surface formed on the surface of the interconnector 2 is reflected at various angles. Of the reflected light reflected from the surface of the interconnector 2, the reflected light incident at an angle that is totally reflected with respect to the glass surface that is the translucent member 6 can re-enter the solar cell 1. Therefore, the light incident on the interconnector 2 can also contribute to the battery output of the solar cell 1, and the power generation efficiency of the solar cell module 50 can be improved.

また、インターコネクタ２の表面に形成された凹凸面は、ランダムな方向を向いているため、太陽光の入射方向に依存せず、インターコネクタ２への入射光を太陽電池１へ再入射させることができる。   Moreover, since the uneven surface formed on the surface of the interconnector 2 faces a random direction, the incident light to the interconnector 2 is reincident on the solar cell 1 without depending on the incident direction of sunlight. Can do.

本実施の形態では、はんだめっき４の合金組成として、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの場合について述べたが、これに限るものではなく、例えば、Ｓｎ−Ａｇ系はんだ、Ｓｎ−Ｃｕ系はんだ、Ｓｎ−Ｂｉ系はんだ、Ｓｎ−Ｉｎ系はんだ、Ｓｎ−Ｓｂ系はんだ、Ｓｎ−Ｐｂ系はんだなどでも同様の効果が得られることは言うまでもない。   In the present embodiment, the case of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder has been described as the alloy composition of the solder plating 4. However, the present invention is not limited to this. For example, Sn-Ag solder, Sn-Cu solder Needless to say, similar effects can be obtained with solder, Sn-Bi solder, Sn-In solder, Sn-Sb solder, Sn-Pb solder, and the like.

図８は、インターコネクタ２とはんだ接続した直後の太陽電池１が温度制御機構１０上に搭載された状態を示す斜視図である。このとき、インターコネクタ２表面に施されたはんだめっき４は溶融した状態である。温度制御機構１０を用いることで、インターコネクタ２の表面に形成される凹凸面をより大きくすることができる。以下に、温度制御機構１０を用いた凹凸面の形成について具体的に説明する。   FIG. 8 is a perspective view showing a state in which the solar cell 1 immediately after being soldered to the interconnector 2 is mounted on the temperature control mechanism 10. At this time, the solder plating 4 applied to the surface of the interconnector 2 is in a molten state. By using the temperature control mechanism 10, the uneven surface formed on the surface of the interconnector 2 can be made larger. Below, formation of the uneven surface using the temperature control mechanism 10 will be specifically described.

図９は、ホットプレート温度とはんだ温度の時間変化を示す図である。図１０は、はんだ中の初晶デンドライトの成長を表す模式図である。図８に示すように、インターコネクタ２により接続された直後の複数の太陽電池１を太陽電池１の受光面を上に向けた状態で、温度コントローラを設けた温度制御機構１０であるホットプレート上に搭載し、ホットプレートによって温度制御を行う。   FIG. 9 is a diagram showing temporal changes in the hot plate temperature and the solder temperature. FIG. 10 is a schematic diagram showing the growth of primary dendrite in solder. As shown in FIG. 8, a plurality of solar cells 1 immediately after being connected by the interconnector 2 are on a hot plate which is a temperature control mechanism 10 provided with a temperature controller with the light receiving surface of the solar cells 1 facing upward. And temperature control by hot plate.

まず、図９の破線で示すように、ホットプレート温度をＳｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの液相線温度である２２０℃で一定時間保持する。これにより、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの温度が、液相線温度以下かつ固相線温度以上に一定時間保持される。その後に、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだが凝固する温度以下である２００℃に低下させる。これにより、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの温度も凝固する温度以下となる。このように温度制御を行うことで、図９の実線で示すように、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだの温度が液相線温度以下かつ固相線温度以上である時間の長期化を図ることができる。   First, as shown by the broken line in FIG. 9, the hot plate temperature is maintained for a certain period of time at 220 ° C., which is the liquidus temperature of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder. Thereby, the temperature of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder is hold | maintained for a fixed time below liquidus temperature and above solidus temperature. Thereafter, the temperature is lowered to 200 ° C., which is lower than the temperature at which the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder is solidified. Thereby, the temperature of Sn-3.0Ag-0.5Cu solder also becomes below the temperature which solidifies. By controlling the temperature in this way, as shown by the solid line in FIG. 9, the time during which the temperature of the Sn-3.0Ag-0.5Cu solder is lower than the liquidus temperature and higher than the solidus temperature is prolonged. Can be planned.

これにより、図９に示すように、はんだ中のＳｎの初晶デンドライト５をより大きく成長させることができる。Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕはんだのような初晶デンドライト５が成長できる固液共存領域が狭いはんだ合金においても、より大きな凹凸面をインターコネクタ２の表面に設けることができる。その結果として、インターコネクタ２表面に形成された一つの凹凸面でより多くの太陽光を反射でき、より多くの太陽光を太陽電池１へ再入射させることができる。   As a result, as shown in FIG. 9, the Sn primary crystal dendrite 5 in the solder can be grown larger. Even in a solder alloy with a narrow solid-liquid coexistence region where primary crystal dendrite 5 can grow such as Sn-3.0Ag-0.5Cu solder, a larger uneven surface can be provided on the surface of interconnector 2. As a result, more sunlight can be reflected by one uneven surface formed on the surface of the interconnector 2, and more sunlight can be incident on the solar cell 1 again.

また、インターコネクタ２の表面のはんだめっき４が凝固する際に形成される初晶デンドライト５により、インターコネクタ２の表面に自然に凹凸面が形成されるので、Ｖ字溝等をインターコネクタ２の表面に形成する場合に比べてコストの抑制や歩留まりの向上を図ることができる。   Further, the primary crystal dendrite 5 formed when the solder plating 4 on the surface of the interconnector 2 is solidified naturally forms an uneven surface on the surface of the interconnector 2, so that V-shaped grooves and the like are formed on the interconnector 2. Costs can be suppressed and yield can be improved as compared with the case of forming on the surface.

以上のように、本発明にかかる太陽電池モジュールは、複数の太陽電池がインターコネクタで連結された太陽電池モジュールに有用であり、特に、受光面側にガラスなどの透光性部材が設けられた太陽電池モジュールに適している。   As described above, the solar cell module according to the present invention is useful for a solar cell module in which a plurality of solar cells are connected by an interconnector, and in particular, a light-transmitting member such as glass is provided on the light receiving surface side. Suitable for solar cell module.

１ 太陽電池
２ インターコネクタ
４ はんだめっき
５ 初晶デンドライト
６ 透光性部材
７ 裏面部材
８ 封止材
１０ 温度制御機構
２０ インターコネクタ
５０，５１ 太陽電池モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell 2 Interconnector 4 Solder plating 5 Primary crystal dendrite 6 Translucent member 7 Back surface member 8 Sealing material 10 Temperature control mechanism 20 Interconnector 50,51 Solar cell module

Claims (5)

複数の太陽電池と、
前記複数の太陽電池を電気的に接続するインターコネクタと、
前記太陽電池の受光面側に設けられた透光性部材と、を備え、
前記インターコネクタのうち、前記太陽電池の受光面側に配置される前記インターコネクタの表面に、共晶組成から外れた合金組成を有するはんだの初晶デンドライトによって凹凸面を設けたことを特徴とする太陽電池モジュール。 A plurality of solar cells;
An interconnector for electrically connecting the plurality of solar cells;
A translucent member provided on the light receiving surface side of the solar cell,
Among the interconnectors, the surface of the interconnector disposed on the light-receiving surface side of the solar cell is provided with a concavo-convex surface by a primary crystal dendrite having an alloy composition deviating from a eutectic composition. Solar cell module. 複数の太陽電池がインターコネクタによって電気的に接続されるとともに、前記太陽電池の受光面側に透光性部材が設けられた太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池と前記インターコネクタを共晶組成から外れた合金組成を有するはんだで接続するステップと、
前記インターコネクタの表面に施された前記はんだを凝固させて前記はんだの初晶デンドライトによって前記インターコネクタの表面に凹凸面を形成するステップと、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。 A solar cell module manufacturing method in which a plurality of solar cells are electrically connected by an interconnector, and a light transmissive member is provided on the light receiving surface side of the solar cell,
Connecting the solar cell and the interconnector with a solder having an alloy composition deviating from a eutectic composition;
And a step of solidifying the solder applied to the surface of the interconnector and forming an uneven surface on the surface of the interconnector by primary dendrite of the solder. 前記インターコネクタの表面に凹凸面を形成するステップにおいて、
前記はんだの温度を前記はんだの液相線温度以下かつ固相線温度以上に一定時間保持することを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 In the step of forming an uneven surface on the surface of the interconnector,
3. The method for manufacturing a solar cell module according to claim 2, wherein the temperature of the solder is maintained for a certain period of time below the liquidus temperature and above the solidus temperature of the solder. 前記インターコネクタの表面に凹凸面を形成するステップにおいて、
前記一定時間経過後に、前記はんだの温度を前記はんだの固相線温度より低くさせることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 In the step of forming an uneven surface on the surface of the interconnector,
The method of manufacturing a solar cell module according to claim 3, wherein the temperature of the solder is made lower than the solidus temperature of the solder after the predetermined time has elapsed. 前記はんだの温度制御は、前記インターコネクタと接続された太陽電池が搭載される温度制御機構によって行われ、
前記インターコネクタの表面に凹凸面を形成するステップにおいて、前記温度制御機構は前記はんだの液相線温度で前記一定時間保持されることを特徴とする請求項３に記載の太陽電池モジュールの製造方法。 The temperature control of the solder is performed by a temperature control mechanism in which a solar cell connected to the interconnector is mounted,
4. The method of manufacturing a solar cell module according to claim 3, wherein in the step of forming an uneven surface on the surface of the interconnector, the temperature control mechanism is held for a certain period of time at the liquidus temperature of the solder. .
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