JP6207255B2 - Solar cell module and method for manufacturing solar cell module - Google Patents

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Description

本発明は、太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関する。   The present invention relates to a solar cell module and a method for manufacturing a solar cell module.

一般に、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを直列に接続することにより構成される。結晶シリコン系太陽電池では太陽電池セルの光入射側の面(受光面)に、金属で形成された集電電極を有している。この集電電極は光入射により生成された光キャリアを収集するための複数の細いフィンガー電極部と収集されたキャリアを外部へ取り出すための比較的太いバスバー電極とにより構成されている。また、このような集電電極は太陽電池セルの光入射面の反対側である裏面側にも同様に形成される。複数の隣接する太陽電池セルが、はんだコート銅箔等からなるタブ電極あるいは配線タブと呼ばれるリード線によって接続される。タブ電極はその一端が太陽電池セルの表面バスバー電極に接続され、その他端が隣接するセル裏面のバスバー電極に接続されることにより各太陽電池セルを直列的に接続する。   In general, a solar cell module is configured by connecting a plurality of solar cells in series. A crystalline silicon solar cell has a collector electrode made of metal on a light incident surface (light receiving surface) of a solar cell. The current collecting electrode is composed of a plurality of thin finger electrode portions for collecting light carriers generated by light incidence and a relatively thick bus bar electrode for taking out the collected carriers to the outside. Moreover, such a current collection electrode is similarly formed in the back surface side which is the other side of the light-incidence surface of a photovoltaic cell. A plurality of adjacent solar cells are connected by lead wires called tab electrodes or wiring tabs made of solder-coated copper foil or the like. One end of the tab electrode is connected to the front busbar electrode of the solar battery cell, and the other end is connected to the busbar electrode on the back surface of the adjacent cell, thereby connecting the solar battery cells in series.

このような太陽電池モジュールにおいては、バスバー電極及びタブ電極はフィンガー電極より太く設計されている。そのため、バスバー電極及びタブ電極による光学損失はフィンガー電極に比べて無視できない程大きい。   In such a solar cell module, the bus bar electrode and the tab electrode are designed to be thicker than the finger electrode. Therefore, the optical loss due to the bus bar electrode and the tab electrode is so large that it cannot be ignored compared to the finger electrode.

タブ電極の反射による光学損失を低減するために、タブ電極上に拡散反射構造を有し、入射した光を斜め上方に反射し、太陽電池モジュールの内部反射面(主に空気とガラスとの界面)における全反射を利用し、太陽電池セル方向へと再入射させ光学損失を低減する方法がある。この方法によれば、タブ電極への入射光を上方へと反射させるため、直接セルへと反射させる場合に比べ、タブ電極を急傾斜にする必要がなく、比較的平面に近い構造で構成することができ、タブ電極を厚膜化することなく光学損失を低減できる。   In order to reduce the optical loss due to the reflection of the tab electrode, it has a diffuse reflection structure on the tab electrode, reflects incident light obliquely upward, and the internal reflection surface of the solar cell module (mainly the interface between air and glass). There is a method of reducing the optical loss by using the total reflection in) to re-enter the solar cell direction. According to this method, since the incident light to the tab electrode is reflected upward, the tab electrode does not need to be steeply inclined as compared with the case where it is directly reflected to the cell, and the structure is relatively close to a plane. And optical loss can be reduced without increasing the thickness of the tab electrode.

特許文献１には、タブ電極を幅方向の断面において複数の凹凸形状の傾斜面をもつように加工することで、厚膜化を抑制しつつ、斜め上方へと反射させる太陽電池モジュールが提案されている。上記構成では、タブ電極は受光面側に凹凸部が形成されており、この凹凸部で斜めに反射した入射光がタブ電極で反射される角度を保護ガラス面で全反射される臨界角より大きくなるように傾斜角を設定する。これにより、タブ電極に入射した光を効率よく太陽電池セルへと再入射することができ、発電効率を向上させることができる。   Patent Document 1 proposes a solar cell module in which a tab electrode is processed to have a plurality of concavo-convex inclined surfaces in a cross section in the width direction so as to reflect obliquely upward while suppressing an increase in film thickness. ing. In the above configuration, the tab electrode has a concavo-convex portion on the light receiving surface side, and the angle at which incident light reflected obliquely by the concavo-convex portion is reflected by the tab electrode is larger than the critical angle at which it is totally reflected by the protective glass surface. Set the tilt angle so that Thereby, the light incident on the tab electrode can be efficiently re-incident on the solar battery cell, and the power generation efficiency can be improved.

また、その他のタブ電極の拡散反射構造としてはタブ電極の表面に微細なランダム凹凸形状を形成する、白色反射材などの散乱反射光学素子を形成すること等による散乱反射構造を利用することがあげられる。   In addition, as the diffuse reflection structure of the other tab electrode, it is possible to use a scattering reflection structure by forming a fine random uneven shape on the surface of the tab electrode, or forming a scattering reflection optical element such as a white reflector. It is done.

特開２０１０−２７２８９７号公報JP 2010-272897 A

しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、太陽電池は太陽電池モジュールの受光面と垂直方向に入射する光を基準に傾斜面の角度を設計している。このため、入射光の入射角がタブ電極の幅方向に対して水平方向へと近づくと、一方の傾斜面に入射する光は反射角度が垂直方向に近くなる場合がある。このような場合、内部反射面で全反射される臨界角より小さくなり、内部反射面を透過し太陽電池モジュール外部へ放出される。このため、入射角が大きくなるにつれ、臨界角より小さい角度で反射される光が増加し太陽電池セルへの再入射量は減少する。   However, according to the technique disclosed in Patent Document 1, the angle of the inclined surface of the solar cell is designed with reference to light incident in a direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell module. For this reason, when the incident angle of incident light approaches the horizontal direction with respect to the width direction of the tab electrode, the light incident on one inclined surface may have a reflection angle close to the vertical direction. In such a case, it becomes smaller than the critical angle that is totally reflected by the internal reflection surface, passes through the internal reflection surface, and is emitted to the outside of the solar cell module. For this reason, as the incident angle increases, the light reflected at an angle smaller than the critical angle increases and the amount of re-incident on the solar cell decreases.

また、太陽光の入射角度は季節や時間により変化する。太陽電池モジュールの設置方位や傾斜角を調整し、タブ電極の幅方向に対する入射角度差が最も小さくなるように春分及び秋分時の太陽の動きに合わせて設置したときでも夏至と冬至の時季の太陽の高度差から±２３．４度の変化が生じる。実際には設置地域の気候や設置環境、デザイン上の理由などから上記条件とは異なる方位や傾斜で設置されるため、より大きな角度から光が入射する場合が多くなる。また、曇天時には太陽光が散乱されるため同様に入射角度の大きい光が入射することになる。   In addition, the incident angle of sunlight varies depending on the season and time. Even when the solar cell module is installed in accordance with the movement of the sun during the spring and autumn minutes so that the incident angle difference with respect to the width direction of the tab electrode is minimized by adjusting the installation direction and inclination angle of the solar cell module, the sun during the summer solstice and winter solstice ± 23.4 degrees change from the altitude difference. Actually, light is incident from a larger angle because it is installed with an orientation and inclination different from the above conditions due to the climate, installation environment, and design reasons of the installation area. In addition, since sunlight is scattered when it is cloudy, light having a large incident angle similarly enters.

また、散乱反射構造を有する太陽電池の場合、等方散乱反射に近いほど、太陽電池セルへの再入射量の入射角度依存性は小さくなる。一方で、反射角度分布が幅広くなるため、常に一部の光が内部反射面の臨界角より小さい角度で反射されることになる。   In the case of a solar cell having a scattering reflection structure, the closer to isotropic scattering reflection, the smaller the incident angle dependency of the amount of re-incident on the solar cell. On the other hand, since the reflection angle distribution is wide, some light is always reflected at an angle smaller than the critical angle of the internal reflection surface.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、太陽電池セルへと直接入射する光を減少させることなく、タブ電極で反射される光のうち内部反射面から太陽電池モジュール外部へ透過してしまう光を低減し、タブ電極に入射した光が効率良く太陽電池セルへと再入射することができる太陽電池モジュールを作製することを目的とする。   This invention is made | formed in view of the above, and will permeate | transmit the solar cell module exterior from an internal reflective surface among the lights reflected by a tab electrode, without reducing the light which injects directly into a photovoltaic cell. An object of the present invention is to produce a solar cell module capable of reducing light and allowing light incident on a tab electrode to re-enter the solar cell efficiently.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、少なくとも一面側に集電電極を有する複数の太陽電池セルと、隣接する太陽電池セルの集電電極を電気的に接続するタブ電極と、複数の太陽電池セルのタブ電極側に配置される透光性封止材とを備えた太陽電池であって、少なくともタブ電極の一面に入射光を斜め上方に反射する拡散反射構造を備え、前記タブ電極の前記拡散反射構造の反射面上に前記透光性封止材よりも高い屈折率を有する高屈折率層を備える。透光性封止材の屈折率をＮ１、高屈折率層の屈折率をＮ２、タブ電極の幅をＷとしたとき、高屈折率層の前記反射面からの高さＨが、次式（１）の関係を満たすことを特徴とする。

Figure 0006207255
In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a tab for electrically connecting a plurality of solar cells having current collecting electrodes on at least one surface side and current collecting electrodes of adjacent solar cells. A solar cell comprising an electrode and a translucent sealing material disposed on the tab electrode side of a plurality of solar cells, and having a diffuse reflection structure that reflects incident light obliquely upward on at least one surface of the tab electrode And a high refractive index layer having a refractive index higher than that of the translucent sealing material on a reflective surface of the diffuse reflection structure of the tab electrode . When the refractive index of the translucent sealing material is N1, the refractive index of the high refractive index layer is N2, and the width of the tab electrode is W, the height H of the high refractive index layer from the reflecting surface is expressed by the following formula ( The relationship 1) is satisfied .
Figure 0006207255

本発明によれば、太陽電池へと直接入射する光の界面反射を増大することなく、タブ電極に入射した光をセル受光面に取り込む光の量を増加させ、光学損失を低減することができるという効果を奏する。   According to the present invention, the optical loss can be reduced by increasing the amount of light taken into the cell light-receiving surface without increasing the interface reflection of the light directly incident on the solar cell. There is an effect.

図１−１は、実施の形態１の太陽電池モジュールの斜視図である。1-1 is a perspective view of the solar cell module according to Embodiment 1. FIG. 図１−２は、同太陽電池モジュールの上面図である。FIG. 1-2 is a top view of the solar cell module. 図１−３は、図１−２に示す同太陽電池モジュールのＡ−Ｂ断面を示す模式的断面図である。1-3 is a schematic cross-sectional view showing an A-B cross section of the solar cell module shown in FIG. 1-2. 図２−１は、図１の太陽電池モジュールにおける太陽電池セルの平面図である。FIG. 2-1 is a plan view of a solar battery cell in the solar battery module of FIG. 図２−２は、図２−１のＡ−Ａ断面を示す模式的断面図である。FIG. 2-2 is a schematic cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. 2-1. 図３は、タブ電極により接続された太陽電池セルのタブ電極の長手方向の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the longitudinal direction of the tab electrode of the solar battery cells connected by the tab electrode. 図４は、図３の要部拡大断面図である。4 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 図５は、タブ電極により接続された太陽電池セルのタブ電極の幅方向の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view in the width direction of the tab electrode of the solar battery cells connected by the tab electrode. 図６は、実施の形態１の太陽電池モジュールにおける高屈折率層が形成された太陽電池セルの断面図である。6 is a cross-sectional view of a solar battery cell in which a high refractive index layer in the solar battery module of Embodiment 1 is formed. 図７は、実施の形態１の太陽電池モジュールにおいてタブ電極に入射した光の経路を説明するための図である。（ａ）は、光が垂直に入射した場合、（ｂ）〜（ｄ）は斜めに入射した場合の光の経路を示す。FIG. 7 is a diagram for explaining a path of light incident on the tab electrode in the solar cell module according to the first embodiment. (A) shows a light path when light is incident vertically, and (b) to (d) indicate a light path when incident obliquely. 図８は、太陽電池への入射角とタブ電極における反射光のセルへ再入射率の関係を示したグラフである。FIG. 8 is a graph showing the relationship between the incident angle to the solar cell and the re-incidence rate to the cell of the reflected light at the tab electrode. 図９は、高屈折率層と透光性封止材の界面で全反射される光の経路を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a path of light totally reflected at the interface between the high refractive index layer and the light-transmitting sealing material. 図１０は、実施の形態２の太陽電池モジュールにおける高屈折率層が形成された太陽電池セルの一例を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of a solar battery cell in which a high refractive index layer in the solar battery module of Embodiment 2 is formed. 図１１は、実施の形態２の太陽電池モジュールにおける高屈折率層が形成された太陽電池セルの一例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a solar battery cell in which a high refractive index layer in the solar battery module of Embodiment 2 is formed. 図１２は、実施の形態２の太陽電池モジュールにおける高屈折率層の側面で屈折される光の経路を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a path of light refracted on the side surface of the high refractive index layer in the solar cell module according to the second embodiment. 図１３−１は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 13-1 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module in Embodiment 2 of this invention. FIGS. 図１３−２は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 13-2 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module in Embodiment 2 of this invention. FIGS. 図１３−３は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 13-3 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module in Embodiment 2 of this invention. FIGS. 図１３−４は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 13-4 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module in Embodiment 2 of this invention. 図１３−５は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示す工程断面図である。FIGS. 13-5 is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the solar cell module in Embodiment 2 of this invention. FIGS. 図１４は、本発明の実施の形態２における太陽電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。FIG. 14 is a flowchart showing a method for manufacturing a solar cell module according to Embodiment 2 of the present invention. 図１５は、本発明の実施の形態３における太陽電池モジュールにおける散乱反射構造を有するタブ電極に入射した光の経路を説明するための図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a path of light incident on a tab electrode having a scattering reflection structure in the solar cell module according to Embodiment 3 of the present invention. 図１６は、完全等方散乱反射構造を有するタブ電極を備えた太陽電池モジュールの、太陽電池セルへの入射角とタブ電極における反射光の太陽電池セルへ再入射率の関係を示したグラフである。FIG. 16 is a graph showing the relationship between the incident angle to the solar battery cell and the re-incidence rate of the reflected light from the tab electrode to the solar battery cell of the solar battery module including the tab electrode having a completely isotropic scattering reflection structure. is there. 図１７は、太陽電池セルへの入射角と規格化短絡電流の関係を示したグラフである。FIG. 17 is a graph showing the relationship between the incident angle to the solar battery cell and the normalized short-circuit current. 図１８は、従来の太陽電池モジュールの断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of a conventional solar cell module.

以下に、本発明にかかる太陽電池モジュール及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す図面においては、理解の容易のため、各部材の縮尺が実際とは異なる場合がある。各図面間においても同様である。   Embodiments of a solar cell module and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following description, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably. In the drawings shown below, the scale of each member may be different from the actual scale for easy understanding. The same applies between the drawings.

実施の形態１．
図１−１は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの構成を示す斜視図、図１−２は、同太陽電池モジュールの上面図、図１−３は、図１−２に示す同太陽電池モジュールのＡ−Ｂ断面を示す模式的断面図である。 Embodiment 1 FIG.
1-1 is a perspective view showing a configuration of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, FIG. 1-2 is a top view of the solar cell module, and FIG. 1-3 is shown in FIG. It is typical sectional drawing which shows the AB cross section of the solar cell module shown.

〈太陽電池モジュール〉
図１−１〜図１−３に示すように、本実施の形態に係る太陽電池モジュール１０は、縦横に配列形成された複数の太陽電池セル１を備える。これら太陽電池セル１はタブ電極２によってライン状に配列接続されてストリングを形成し、更にこのストリングが、複数列配列され、端部で相互接続されて太陽電池アレイを形成する。各太陽電池セル１の表面すなわち受光面及び裏面にタブ電極２がそれぞれ接続されており、太陽電池セル１の受光面側に接続された部分のタブ電極２の上部に高屈折率層３を備える。このタブ電極２は、一面に入射光を斜め上方に反射する拡散反射構造を備え、この上に設けられた高屈折率層３によって、タブ電極２で反射された光が効率よく太陽電池セル１へと再入射するようにしたことを特徴とするものである。 <Solar cell module>
As shown in FIGS. 1-1 to 1-3, the solar cell module 10 according to the present embodiment includes a plurality of solar cells 1 arranged in rows and columns. These solar cells 1 are arranged and connected in a line by a tab electrode 2 to form a string, and the strings are arranged in a plurality of rows and interconnected at the ends to form a solar cell array. A tab electrode 2 is connected to the front surface, that is, the light receiving surface and the back surface of each solar cell 1, and a high refractive index layer 3 is provided on the upper portion of the tab electrode 2 connected to the light receiving surface side of the solar cell 1. . The tab electrode 2 has a diffuse reflection structure that reflects incident light obliquely upward on one surface, and the light reflected by the tab electrode 2 is efficiently reflected by the high refractive index layer 3 provided thereon. It is characterized in that it re-enters the light.

本実施の形態においては、拡散反射構造は、凹凸面で構成されている。これら複数の太陽電池セル１の受光面側にはガラス等の透光性基板４が配設され、複数の太陽電池セル１の裏面側に裏面部材としてのバックシート５が配設され、透光性基板４とバックシート５との間にはＥＶＡ(エチレン酢酸ビニル)等の透光性封止材６が充填されている。タブ電極２は端部で外部導出リード２０に接続され、外部取出しがなされる。   In the present embodiment, the diffuse reflection structure is composed of an uneven surface. A translucent substrate 4 such as glass is disposed on the light receiving surface side of the plurality of solar cells 1, and a back sheet 5 as a back surface member is disposed on the back surface side of the plurality of solar cells 1. A transparent sealing material 6 such as EVA (ethylene vinyl acetate) is filled between the conductive substrate 4 and the back sheet 5. The tab electrode 2 is connected to the external lead 20 at the end, and external extraction is performed.

このとき、透光性封止材６の屈折率をＮ１、高屈折率層３の屈折率をＮ２、タブ電極２の幅をＷ、高屈折率層３の反射面からの高さをＨとしたとき、次式（１）の関係を満たすことを特徴とする（詳細については後述する）。   At this time, the refractive index of the translucent sealing material 6 is N1, the refractive index of the high refractive index layer 3 is N2, the width of the tab electrode 2 is W, and the height from the reflecting surface of the high refractive index layer 3 is H. In this case, the relationship of the following expression (1) is satisfied (details will be described later).

Figure 0006207255
Figure 0006207255

この場合、タブ電極２で斜め方向に反射された光は高屈折率層３と透光性封止材６との界面で屈折し、内部反射面への入射角度が反射角度よりさらに大きくなるため、タブ電極２からの反射光を効率良く内部反射面で全反射させることができる。   In this case, the light reflected in the oblique direction by the tab electrode 2 is refracted at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6, and the incident angle to the internal reflection surface becomes larger than the reflection angle. The reflected light from the tab electrode 2 can be efficiently totally reflected by the internal reflection surface.

空気と透光性封止材６と高屈折率層３の屈折率は段階的に増加するため、界面における反射は少なくて済み、また、高屈折率層３はタブ電極２上とその周辺の限られた領域にしかないため直接セルへと入射する入射光には影響を与えない。   Since the refractive index of the air, the light-transmitting sealing material 6 and the high refractive index layer 3 increases stepwise, reflection at the interface can be reduced, and the high refractive index layer 3 is formed on the tab electrode 2 and in the vicinity thereof. Since there is only a limited area, it does not affect the incident light that directly enters the cell.

透光性基板４としては、ガラスの他に透光性プラスチック等の材料が用いられる。また、バックシート５としては、ガラスやアルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。透光性封止材６としては、ＥＶＡの他にＰＶＢ(ポリビニルブチラール)、アイオノマー、ポリオレフィン、シリコーン等の透光性樹脂材料が用いられる。これらの封止材はガラスと屈折率が近くなるように設計されている。   As the translucent substrate 4, a material such as translucent plastic is used in addition to glass. Further, as the back sheet 5, a laminated body in which glass or aluminum foil is sandwiched between resin films is used. As the translucent sealing material 6, translucent resin materials such as PVB (polyvinyl butyral), ionomer, polyolefin, and silicone are used in addition to EVA. These encapsulants are designed to have a refractive index close to that of glass.

〈太陽電池セル〉
図２−１は、図１−１で示す太陽電池モジュールの太陽電池セル１の平面図であり、図２−２は図２−１のＡ−Ａ断面を示す模式的断面図である。本実施の形態の太陽電池セル１では、略正方形状を有するｎ型単結晶シリコン基板１１の受光面側にｉ型非晶質シリコン系薄膜層１４及びｐ型非晶質シリコン系薄膜層１５が順に形成されている。なお、ｎ型単結晶シリコン基板１１の表面は、微細な凹凸形状を有するように形成されている。ｐ型非晶質シリコン系薄膜層１５上には、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等からなる透光性導電膜１２ａが形成されている。図２−１及び図２−２に示すように受光面側の透明導電膜１２ａ上には、ストライプ状の複数のバスバー電極１３Ｂが互いに平行に形成され、バスバー電極１３Ｂと直交するようにストライプ状の複数のフィンガー電極１３Ｆが互いに平行に形成されている。バスバー電極１３Ｂ及びフィンガー電極１３Ｆが集電電極１３を構成する。集電電極１３は、例えばＡｇ（銀）等の導電性粒子を含む導電性ペーストにより形成される。 <Solar cells>
FIG. 2-1 is a plan view of the solar battery cell 1 of the solar battery module shown in FIG. 1-1, and FIG. 2-2 is a schematic cross-sectional view showing the AA cross section of FIG. In solar cell 1 of the present embodiment, i-type amorphous silicon-based thin film layer 14 and p-type amorphous silicon-based thin film layer 15 are provided on the light receiving surface side of n-type single crystal silicon substrate 11 having a substantially square shape. It is formed in order. Note that the surface of the n-type single crystal silicon substrate 11 is formed to have a fine uneven shape. On the p-type amorphous silicon-based thin film layer 15, a translucent conductive film 12a made of ITO (indium tin oxide) or the like is formed. As shown in FIGS. 2-1 and 2-2, a plurality of striped bus bar electrodes 13B are formed in parallel to each other on the transparent conductive film 12a on the light receiving surface side, and are striped so as to be orthogonal to the bus bar electrodes 13B. The plurality of finger electrodes 13F are formed in parallel to each other. The bus bar electrode 13 </ b> B and the finger electrode 13 </ b> F constitute the current collecting electrode 13. The collecting electrode 13 is formed of a conductive paste containing conductive particles such as Ag (silver).

また、ｎ型単結晶シリコン基板１１の裏面には、ｉ型非晶質シリコン系薄膜層１６及びｎ型非晶質シリコン系薄膜層１７が順に形成されている。ｎ型非晶質シリコン系薄膜層１７上にＩＴＯ等の透光性導電膜１２ｂが形成され、透光性導電膜１２ｂ上に複数のバスバー電極１３Ｂ及び複数のフィンガー電極１３Ｆからなる集電電極１３が形成されている。裏面側の集電電極１３は、図２−１に示した主面側の集電電極１３と同様に、複数のバスバー電極１３Ｂ及び複数のフィンガー電極１３Ｆからなる。   An i-type amorphous silicon thin film layer 16 and an n-type amorphous silicon thin film layer 17 are sequentially formed on the back surface of the n-type single crystal silicon substrate 11. A light-transmitting conductive film 12b made of ITO or the like is formed on the n-type amorphous silicon-based thin film layer 17, and a current collecting electrode 13 including a plurality of bus bar electrodes 13B and a plurality of finger electrodes 13F on the light-transmitting conductive film 12b. Is formed. The collector electrode 13 on the back surface side is composed of a plurality of bus bar electrodes 13B and a plurality of finger electrodes 13F, like the collector electrode 13 on the main surface side shown in FIG.

本実施の形態の太陽電池セル１は、ｐｎ接合特性を改善するためにｎ型単結晶シリコン基板１１とｐ型非晶質シリコン系薄膜層１５との間にｉ型非晶質シリコン系薄膜層１４を設けたＨＩＴ型構造を有するとともに、裏面でのキャリアの再結合を防止するためにｎ型単結晶シリコン基板１１の裏面にｉ型非晶質シリコン系薄膜層１６及びｎ型非晶質シリコン系薄膜層１７を設けたＢＳＦ（Ｂａｃｋ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｆｉｅｌｄ）構造を有する。   In order to improve the pn junction characteristics, the solar cell 1 of the present embodiment has an i-type amorphous silicon-based thin film layer between the n-type single crystal silicon substrate 11 and the p-type amorphous silicon-based thin film layer 15. 14 and an i-type amorphous silicon thin film layer 16 and an n-type amorphous silicon on the back surface of the n-type single crystal silicon substrate 11 in order to prevent carrier recombination on the back surface. It has a BSF (Back Surface Field) structure provided with a system thin film layer 17.

なお、裏面側の電極としては、フィンガー電極１３Ｆとバス電極１３Ｂとからなる集電電極１３の代わりに透光性導電膜１２ｂ上の全面に形成された金属電極を用いてよい。   In addition, as a back surface side electrode, you may use the metal electrode formed in the whole surface on the translucent conductive film 12b instead of the current collection electrode 13 which consists of the finger electrode 13F and the bus electrode 13B.

〈タブ線〉
タブ電極２は、図３及び図４に示すように、太陽電池セル１の受光面側及び裏面側に配されたバスバー電極１３Ｂに導電性接着フイルム１８を介して接続されている。このタブ電極２は、例えば、５０〜３００μｍ厚のリボン状銅箔を使用して長尺状に形成されており、必要に応じて金メッキ、銀メッキ、アルミメッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等が施されている。このタブ電極２は、一方の端部２ａが太陽電池セルのバスバー電極１３Ｂ上に固定されて接続されるとともに、他方の端部２ｂが隣接する太陽電池セルの裏面側のバスバー電極１３Ｂと固定されて接続される。 <Tab line>
As shown in FIGS. 3 and 4, the tab electrode 2 is connected to a bus bar electrode 13 </ b> B disposed on the light receiving surface side and the back surface side of the solar battery cell 1 through a conductive adhesive film 18. The tab electrode 2 is formed in a long shape using, for example, a ribbon-like copper foil having a thickness of 50 to 300 μm, and is subjected to gold plating, silver plating, aluminum plating, tin plating, solder plating or the like as required. ing. The tab electrode 2 has one end 2a fixed and connected to the bus bar electrode 13B of the solar battery cell, and the other end 2b fixed to the bus bar electrode 13B on the back side of the adjacent solar battery cell. Connected.

タブ電極２は、図５に要部拡大図を示すように、少なくとも受光面上においてタブ電極２の長手方向に亘って連続する複数の凸部２Ｐ及び凹部２Ｒが幅方向に交互に設けられていることにより斜面２Ｓで構成された凹凸部２Ｔが形成されている。凹凸部２Ｔは、メッキ処理されたリボン状銅箔をプレス成形すること等により形成されている。タブ電極２は、裏面側にも同様に凹凸部を形成してもよい。これにより、タブ電極２が太陽電池セル１に接続された際に生じる応力が太陽電池セル１の表裏で均等になるため、応力歪による反りの発生を防止することができる。   As shown in the enlarged view of the main part in FIG. 5, the tab electrode 2 has a plurality of convex portions 2 </ b> P and concave portions 2 </ b> R that are continuously provided in the width direction at least on the light receiving surface. As a result, the concavo-convex portion 2T constituted by the slope 2S is formed. The concavo-convex portion 2T is formed by press molding a plated ribbon-like copper foil or the like. The tab electrode 2 may similarly form an uneven portion on the back surface side. Thereby, since the stress which arises when the tab electrode 2 is connected to the photovoltaic cell 1 becomes equal in the front and back of the photovoltaic cell 1, generation | occurrence | production of the curvature by stress distortion can be prevented.

また、凹凸部２Ｔには、公知の手法で表面処理を施してもよい。凸部２Ｐ先端は、鋭角をなしているものに限定されず、凹凸部２Ｔの斜面が水平面となす角度αを測定できる範囲で若干丸みを帯びていてもよい。   Moreover, you may surface-treat to the uneven | corrugated | grooved part 2T by a well-known method. The tip of the convex portion 2P is not limited to an acute angle, and may be slightly rounded within a range in which the angle α formed by the slope of the concave and convex portion 2T and the horizontal plane can be measured.

凹凸部２Ｔの斜面の角度αとしては、１０°以上５０°以下とすることが好ましく、２０°以上４０°以下とすることが特に好ましい。ここで凹凸部の斜面の角度αは、凹凸部の角度αを１０°以上５０°以下とすることにより、入射光を拡散反射し、空気と透光性基板４との界面である内部反射面７（図７参照）にて再び内部へと反射させることができ、太陽電池モジュール１０内において光封じ込め効果を発現して発電効率を高めることができる。   The angle α of the slope of the uneven portion 2T is preferably 10 ° or more and 50 ° or less, and particularly preferably 20 ° or more and 40 ° or less. Here, the angle α of the slope of the concavo-convex portion is an internal reflection surface that is an interface between the air and the translucent substrate 4 by diffusely reflecting incident light by setting the angle α of the concavo-convex portion to 10 ° to 50 °. 7 (see FIG. 7), the light can be reflected again, and the light containment effect can be expressed in the solar cell module 10 to increase the power generation efficiency.

タブ電極２とバスバー電極１３Ｂの接続には熱硬化性のバインダ樹脂中に導電性粒子を含んだ導電性接着フィルムやはんだを用いることができ、導電性接着フィルムを用いた特に加熱圧着が好ましい。導電性接着フィルムは半田に比べ低温で処理が可能であり、接続時にセルにかかる応力が小さくなる。   For connection between the tab electrode 2 and the bus bar electrode 13B, a conductive adhesive film or solder containing conductive particles in a thermosetting binder resin can be used, and thermocompression bonding using the conductive adhesive film is particularly preferable. The conductive adhesive film can be processed at a lower temperature than the solder, and the stress applied to the cell during connection is reduced.

所定の太陽電池セル１は、タブ電極２の端部２ａの表面における凹凸部２Ｔが、図４に示すように、導電性接着フィルム１８を介して太陽電池セル１のバスバー電極１３Ｂと接続される。裏面側に設けられるバスバー電極は凹凸部側がｎ型単結晶シリコン基板１１に接続され、導電性接着フィルム１８は、バインダ樹脂が加熱によって流動することにより凹凸部２Ｔの凹部２Ｒに入り込む。これにより、タブ電極２は、太陽電池セル１のバスバー電極１３Ｂとの間に高い接続強度を得ることができる。圧着時にバインダ樹脂中に含まれた導電性粒子がタブ電極２と太陽電池セル１のバスバー電極１３Ｂと接することでタブ電極２に太陽電池セル１が電気的に接続される。   In the predetermined solar cell 1, the uneven portion 2T on the surface of the end 2a of the tab electrode 2 is connected to the bus bar electrode 13B of the solar cell 1 via the conductive adhesive film 18, as shown in FIG. . The bus bar electrode provided on the back side is connected to the n-type single crystal silicon substrate 11 on the concave and convex portion side, and the conductive adhesive film 18 enters the concave portion 2R of the concave and convex portion 2T as the binder resin flows by heating. Thereby, the tab electrode 2 can obtain high connection strength between the bus bar electrode 13 </ b> B of the solar battery cell 1. When the conductive particles contained in the binder resin are in contact with the tab electrode 2 and the bus bar electrode 13 </ b> B of the solar battery cell 1 during the pressure bonding, the solar battery cell 1 is electrically connected to the tab electrode 2.

〈高屈折率層〉
本実施の形態における太陽電池セルは、図６に示すように、タブ電極２の拡散反射面である凹凸部２Ｔ上に透光性基板４及び透光性封止材６より高い屈折率を有する高屈折率層３を備える。高屈折率層３の凹凸部２Ｔ側表面３Ｂと反対側の表面３Ａは太陽電池モジュール１の受光面１Ａと平行になるように形成されることが好ましく、透光性封止材６の屈折率Ｎ１、高屈折率層３の屈折率Ｎ２、タブ電極２の幅Ｗとしたとき、高屈折率層３のタブ電極凸部２Ｐからの高さＨは、 <High refractive index layer>
As shown in FIG. 6, the solar battery cell according to the present embodiment has a higher refractive index than the translucent substrate 4 and the translucent sealing material 6 on the concavo-convex portion 2 </ b> T that is the diffuse reflection surface of the tab electrode 2. A high refractive index layer 3 is provided. The surface 3A on the opposite side to the surface 3B on the uneven portion 2T side of the high refractive index layer 3 is preferably formed so as to be parallel to the light receiving surface 1A of the solar cell module 1, and the refractive index of the translucent sealing material 6 When N1, the refractive index N2 of the high refractive index layer 3, and the width W of the tab electrode 2, the height H from the tab electrode protrusion 2P of the high refractive index layer 3 is

Figure 0006207255
Figure 0006207255

上式（１）の関係を満たすことが好ましく、 It is preferable to satisfy the relationship of the above formula (1),

Figure 0006207255
Figure 0006207255

とすることが特に好ましい。 It is particularly preferable that

詳しくは後述するが、タブ電極２上に高屈折率層３を備えることで、タブ電極２で反射された光を効率よくセルへと再入射することができる。さらに、上記高さを有することで、高屈折率層３による吸収損失やモジュール全体の厚膜化を抑制しつつ、高屈折率層３と透光性封止材６の界面で全反射される光を全てセルへと再入射することができる。従って、上記高さを満たすことで高屈折率層３を形成することにより生じる光学損失を低減することができる。また、高屈折率層３はタブ線の幅方向において全面に形成されることが好ましい。これはタブ線の端部に当たった光も確実に反射させるためである。   As will be described in detail later, by providing the high refractive index layer 3 on the tab electrode 2, the light reflected by the tab electrode 2 can be efficiently incident on the cell again. Furthermore, by having the above-mentioned height, total reflection is performed at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 while suppressing absorption loss due to the high refractive index layer 3 and thickening of the entire module. All light can re-enter the cell. Therefore, optical loss caused by forming the high refractive index layer 3 by satisfying the above height can be reduced. The high refractive index layer 3 is preferably formed on the entire surface in the tab line width direction. This is to reliably reflect the light hitting the end of the tab wire.

高屈折率層３の屈折率は、透光性基板４及び透光性封止材６の屈折率をガラスやＥＶＡの１．５としたとき、１．５５〜２．０であることが好ましい。これは、１．５５未満では屈折率差が小さく効果が得られにくく、２．０を越えると高屈折率層３と透光性封止材６の界面での反射が大きくなり光学損失が増加するためである。高屈折率層３としては、上記屈折率を有する透光性の熱・光硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができ、封止材充填時の加熱圧着工程やセルへの過熱の影響を考慮すると２００度以下の低温で硬化する熱・光硬化性樹脂が好ましい。例えば、エポキシ樹脂(ｎ＝１．５７)は臭素原子やイオウ原子を含有させることで屈折率を高くすることができ、１．６５程度まで屈折率の調整が可能である。エポキシ樹脂以外には、アクリル樹脂系やビニル樹脂系、ウレタン樹脂系もしくはそれらを混合した硬化性の合成樹脂等を用いることができる。又は、二酸化チタン、窒化シリコン、炭化シリコン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムなどの高屈折率材料からなる粒子を、上述の熱硬化性樹脂材料や、シリコーン樹脂、フッ素系高分子材料に混合させて用いることで樹脂材料の屈折率を２．０程度まで調整することができる。   The refractive index of the high refractive index layer 3 is preferably 1.55 to 2.0 when the refractive indexes of the light transmissive substrate 4 and the light transmissive sealing material 6 are 1.5 of glass or EVA. . This is because if the refractive index is less than 1.55, the difference in refractive index is small and it is difficult to obtain the effect, and if it exceeds 2.0, the reflection at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 increases and the optical loss increases. It is to do. As the high refractive index layer 3, a translucent thermosetting / photosetting resin or thermoplastic resin having the above refractive index can be used. Considering this, a thermosetting / photosetting resin that cures at a low temperature of 200 ° C. or lower is preferable. For example, an epoxy resin (n = 1.57) can increase the refractive index by containing bromine atoms or sulfur atoms, and the refractive index can be adjusted to about 1.65. In addition to the epoxy resin, an acrylic resin type, a vinyl resin type, a urethane resin type, or a curable synthetic resin obtained by mixing them can be used. Alternatively, particles made of a high refractive index material such as titanium dioxide, silicon nitride, silicon carbide, zinc oxide, zirconium oxide, and aluminum oxide are mixed with the above-mentioned thermosetting resin material, silicone resin, or fluorine-based polymer material. The refractive index of the resin material can be adjusted to about 2.0.

高屈折率層３は、マスクを用いたスクリーン印刷等によりタブ電極２上に塗布し硬化することで形成される。膜厚は塗布量によって調整でき、場合によっては塗布を複数回繰り返すことで所定の膜厚を得る。   The high refractive index layer 3 is formed by applying and curing on the tab electrode 2 by screen printing or the like using a mask. The film thickness can be adjusted by the coating amount, and in some cases, a predetermined film thickness is obtained by repeating the coating a plurality of times.

上記のように複数個接続された太陽電池セル１を用いて太陽電池モジュール１０を形成するが、かかる構成による、光路について説明する。   The solar cell module 10 is formed using a plurality of solar cells 1 connected as described above. The optical path according to this configuration will be described.

タブ電極２上に高屈折率層３を備えることで、図７（ａ）に示すようにタブ電極２で斜め上方に反射される光は高屈折率層３と透光性封止材６の界面で水平方向に近くなるように屈折し、透光性基板４と空気の界面である内部反射面７への入射角θ２が、高屈折率層３がない場合の入射角θ１より大きくなる。また、タブ電極２の幅方向に対して斜めからタブ電極２へと入射する光は図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、タブ電極２の傾斜面によって反射角度が変化し、一方の面に入射した光は入射角度が増加する分内部反射面への入射角θ２１が小さくなり、他方の面に入射した光は内部反射面への入射角θ２２が大きくなる。また、図７（ｃ）に示した傾斜面に入射する光は場合によって、図７（ｄ）に示すように、隣接する傾斜面で再反射され、θ２３で内部反射面へと入射することになり、この値は入射角度の増加に伴って小さくなる。このうちθ２１及びθ２３が入射角度の増加によって内部反射面の臨界角を下回ると光が太陽電池モジュール１０外部へと放出され、光学損失となる。高屈折率層３を形成した場合には図７（ｂ）および（ｄ）に示すように、タブ電極２での反射光が高屈折率層３と透光性封止材６の界面で水平方向に近くなるように屈折することに加え、入射時に透光性封止材６と高屈折率層３との界面で垂直方向に近くなるように屈折するため、太陽電池モジュール１０へ入射する光の入射角度の変化に対してタブ電極２の反射面への入射角度の変化は小さくなる。このため、高屈折率層３を形成した場合の入射角θ２１及びθ２３は、それぞれ高屈折率層３がない場合の入射角θ１１及びθ１３よりも大きくなり、広範囲の入射角度をもつ入射光に対して太陽電池モジュール１０内に光を閉じ込めることが可能になる。 By providing the high refractive index layer 3 on the tab electrode 2, the light reflected obliquely upward by the tab electrode 2 is formed between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 as shown in FIG. The light is refracted so as to be close to the horizontal direction at the interface, and the incident angle θ 2 to the internal reflection surface 7 that is the interface between the translucent substrate 4 and air is larger than the incident angle θ 1 when the high refractive index layer 3 is not provided. Become. In addition, as shown in FIGS. 7B and 7C, the light incident on the tab electrode 2 obliquely with respect to the width direction of the tab electrode 2 changes in reflection angle depending on the inclined surface of the tab electrode 2. The light incident on this surface has a smaller incident angle θ 21 to the internal reflecting surface as the incident angle increases, and the light incident on the other surface has a larger incident angle θ 22 on the internal reflecting surface. Also, the case of light incident on the inclined surface shown in FIG. 7 (c), the as shown in FIG. 7 (d), is re-reflected by the inclined surface adjacent to the incident to the inside reflection surface in theta 23 This value becomes smaller as the incident angle increases. Among them, when θ 21 and θ 23 are less than the critical angle of the internal reflection surface due to the increase of the incident angle, light is emitted to the outside of the solar cell module 10 and becomes an optical loss. When the high refractive index layer 3 is formed, the reflected light from the tab electrode 2 is horizontal at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 as shown in FIGS. In addition to being refracted so as to be closer to the direction, in addition to being refracted so as to be closer to the vertical direction at the interface between the translucent sealing material 6 and the high refractive index layer 3 when incident, the light incident on the solar cell module 10 The change in the incident angle on the reflecting surface of the tab electrode 2 becomes smaller with respect to the change in the incident angle. Therefore, the incident angles θ 21 and θ 23 when the high refractive index layer 3 is formed are larger than the incident angles θ 11 and θ 13 when the high refractive index layer 3 is not provided, and have a wide range of incident angles. It becomes possible to confine light in the solar cell module 10 with respect to incident light.

具体的例として、タブ電極２の傾斜角度αを３０°、透光性基板４及び透光性封止材６の屈折率Ｎ１を１．５、高屈折率層３の屈折率Ｎ２を１．６とした場合について記述する。図７（ａ）に示すように太陽電池モジュール１０の受光面に対して垂直に入射した光がタブ電極２で反射され内部反射面７へと入射する角度は、高屈折率層３を備えない場合のθ１は６０度となり、高屈折率層３を備えた場合のθ２は６７．５度となる。図７（ｂ）に示すように入射角が小さくなる場合、その角度が内部反射面の臨界角（本構成では約４１．８度）を下回ると光が太陽電池モジュール１０外部へと放出される。高屈折率層３を備えない場合、太陽電池モジュール１０への入射角が２７．９度のとき、θ１１は４１．８度となる。一方で高屈折率層３を備えた場合は、太陽電池モジュール１０への入射角が３５．６度のときθ２１が４１．８度となるため、タブ電極２で反射した光を太陽電池セルへと再入射できる入射角度の範囲が７．７度広がる。また、図７（ｄ）に示すように反射角度が大きくなる場合は一部の光が隣接する傾斜面で再び反射され内部反射面７への入射角が小さくなる。タブ電極２の傾斜角度αが３０度の場合、θ１３、θ２３は図７（ｂ）で示すθ１１、θ２１とそれぞれ同じ値を示すため、上記の入射角度以上のときモジュール外部へと放出される光が生じる。 As a specific example, the inclination angle α of the tab electrode 2 is 30 °, the refractive index N1 of the translucent substrate 4 and the translucent sealing material 6 is 1.5, and the refractive index N2 of the high refractive index layer 3 is 1. The case of 6 is described. As shown in FIG. 7A, the angle at which light incident perpendicularly to the light receiving surface of the solar cell module 10 is reflected by the tab electrode 2 and incident on the internal reflection surface 7 does not include the high refractive index layer 3. In this case, θ 1 is 60 degrees, and θ 2 when the high refractive index layer 3 is provided is 67.5 degrees. When the incident angle becomes small as shown in FIG. 7B, light is emitted to the outside of the solar cell module 10 when the angle falls below the critical angle of the internal reflection surface (about 41.8 degrees in this configuration). . If without the high refractive index layer 3, when the incident angle of the solar cell module 10 is 27.9 °, theta 11 becomes 41.8 degrees. On the other hand, when the high refractive index layer 3 is provided, θ 21 is 41.8 degrees when the incident angle to the solar battery module 10 is 35.6 degrees, so that the light reflected by the tab electrode 2 is reflected by the solar battery cell. The range of incident angles that can be re-incident on the screen increases by 7.7 degrees. Further, as shown in FIG. 7D, when the reflection angle is increased, a part of the light is reflected again by the adjacent inclined surface, and the incident angle to the internal reflection surface 7 is decreased. When the inclination angle α of the tab electrode 2 is 30 degrees, θ 13 and θ 23 have the same values as θ 11 and θ 21 shown in FIG. 7B, respectively. Light is emitted.

図８に本実施形態の太陽電池モジュールのタブ電極２への入射光の太陽電池セル再入射率の入射角度依存性の計算結果を示す。高屈折率層３は十分な高さと幅を有し、屈折率を１．６及び２．０とした。また、比較のために高屈折率層３を備えない比較例の構造についての計算結果も併記する。曲線Ｅ1は、高屈折率層３の屈折率が１．６のときの太陽電池セル１への入射角と再入射率との関係を算出した結果を示す図である。曲線Ｅ2は、高屈折率層３の屈折率が２．０のとき、Ｒは高屈折率層３を具備しない構造であるときの計算結果を示す図である。実際の発電時にはこの値からタブ電極２の反射率、各部材の吸収の影響等を引いた値となる。垂直入射時は透光性封止材６などの透光性部材の表面反射と透光性部材と高屈折率層３界面の反射以外は全ての光がセルへと再入射されるため、どの条件でも９５％以上となる。 The calculation result of the incident angle dependence of the photovoltaic cell re-incidence rate of the incident light to the tab electrode 2 of the solar cell module of this embodiment is shown in FIG. The high refractive index layer 3 has a sufficient height and width, and has a refractive index of 1.6 and 2.0. For comparison, the calculation results for the structure of the comparative example that does not include the high refractive index layer 3 are also shown. A curve E 1 is a diagram illustrating a result of calculating a relationship between an incident angle to the solar battery cell 1 and a re-incidence rate when the refractive index of the high refractive index layer 3 is 1.6. A curve E 2 is a diagram illustrating a calculation result when the refractive index of the high refractive index layer 3 is 2.0, and R is a structure that does not include the high refractive index layer 3. During actual power generation, this value is obtained by subtracting the reflectance of the tab electrode 2, the influence of absorption of each member, and the like. Since all light is re-entered into the cell except for the surface reflection of the translucent member such as the translucent sealing material 6 and the reflection at the interface of the translucent member and the high refractive index layer 3 during normal incidence, Even under conditions, it becomes 95% or more.

上記で示したθ１１、θ２１が内部反射面７の臨界角より小さくなる条件では、一方の傾斜面に入射した光と他方の傾斜面に入射し隣接する面で再反射される光が内部反射面７にて全反射されなくなるため、５０％以下まで急速に再入射率が低下する。これにより、高屈折率層３の屈折率が１．６のとき、入射角度が２８°〜５０°程度の範囲で比較例の構造より再入射率が大幅に改善する。また、高屈折率層３の屈折率２．０とした場合は、高屈折率層３と透光性封止材６との界面で反射が生じるため入射角度が小さいとき、比較例の構造と比べわずかに再入射率が低下する（２％程度）が、ほぼ全ての入射角度に対する反射光が内部反射面の臨界角より大きくなるため、広い領域で高い再入射率を示す。ただし、入射角度６０°を超えて大きくなると、透光性封止材の表面反射と透光性封止材と高屈折率層３界面の反射によるタブ電極２への入射量が低下するため再入射率は低下する。 Under the condition that θ 11 and θ 21 described above are smaller than the critical angle of the internal reflection surface 7, the light incident on one inclined surface and the light incident on the other inclined surface and re-reflected by the adjacent surface are internally reflected. Since the reflection surface 7 is not totally reflected, the re-incidence rate is rapidly reduced to 50% or less. Thereby, when the refractive index of the high refractive index layer 3 is 1.6, the re-incidence rate is significantly improved over the structure of the comparative example in the range of the incident angle of about 28 ° to 50 °. When the refractive index of the high refractive index layer 3 is 2.0, reflection occurs at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6, so that when the incident angle is small, In comparison, the re-incidence rate slightly decreases (about 2%), but since the reflected light for almost all incident angles becomes larger than the critical angle of the internal reflection surface, a high re-incidence rate is exhibited in a wide region. However, if the incident angle exceeds 60 °, the amount of incident light on the tab electrode 2 due to surface reflection of the light-transmitting sealing material and reflection at the interface between the light-transmitting sealing material and the high refractive index layer 3 decreases. Incident rate decreases.

また、本構造の太陽電池では高屈折率層３と透光性封止材６の界面も内部反射面８となり得る。図９に示すように、内部反射面８で反射された光がタブ電極２で再度反射された場合、反射光のほとんどは内部反射面８との垂線に対して線対称の挙動を示し、太陽電池モジュール１０外部へと放出される。このように電極で再反射される光は、高屈折率層３と透光性封止材６の臨界角で全反射されるときに最も多くなる。高屈折率層３と透光性封止材６の臨界角はスネルの法則から以下の式で求められる。   In the solar cell having this structure, the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 can also be the internal reflection surface 8. As shown in FIG. 9, when the light reflected by the internal reflection surface 8 is reflected again by the tab electrode 2, most of the reflected light exhibits a line-symmetric behavior with respect to the perpendicular to the internal reflection surface 8. The battery module 10 is discharged outside. Thus, the light re-reflected by the electrode is the largest when it is totally reflected at the critical angle of the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6. The critical angle between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 can be obtained from Snell's law by the following equation.

Figure 0006207255
Figure 0006207255

このときの最初の反射地点から電極で再反射される地点までの距離は、図６に示す高屈折率層３の高さＨを用いて、２Ｈ・ｔａｎθで表され、この距離とタブ電極２の幅Ｗが、   The distance from the first reflection point to the point where the electrode is re-reflected at this time is expressed by 2H · tan θ using the height H of the high refractive index layer 3 shown in FIG. The width W of

Figure 0006207255
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の関係を満たすとき、全ての全反射光が電極で再反射されることなく高屈折率層３の側面から透光性封止材６へと透過して太陽電池セル１へと入射するため、内部反射面８における全反射による光学損失を無くすことができる。上記（３）、（４）式から高屈折率層３の高さＨの式に変形すると、上記の（２）式の最小値にあたる以下の式が得られる。 When satisfying the relationship, all the totally reflected light is transmitted from the side surface of the high refractive index layer 3 to the light-transmitting sealing material 6 without being re-reflected by the electrode, and is incident on the solar cell 1. Optical loss due to total reflection at the internal reflection surface 8 can be eliminated. When the above formulas (3) and (4) are transformed into the formula of the height H of the high refractive index layer 3, the following formula corresponding to the minimum value of the above formula (2) is obtained.

Figure 0006207255
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この値は、上記の例のようにＮ１を１．５、Ｎ２を１．６とし、電極の幅Ｗを１ｍｍとした場合約１８６μｍとなる。また、臨界角未満で入射した場合でもわずかに反射光が存在するため、この値より厚くすることが好ましいが、高屈折率層３の厚膜化は透光性封止材６の厚膜化を招き、高屈折率層３及び透光性封止材６の吸収増加やコストの増加につながるため、２倍程度までとすることが特に好ましい。また、（１）式を満たしていれば、臨界角で反射される場合に全反射光の５０％以上がセルへと再入射するため、光学損失は低く抑えられる。 This value is about 186 μm when N1 is 1.5, N2 is 1.6, and the electrode width W is 1 mm as in the above example. Moreover, because of the presence of slight reflected light even when the incidence below the critical angle, it is preferable to be thicker than this value, thickening of the high refractive index layer 3 and the thickness of the translucent sealing member 6 form a film Of the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6 and increase in cost. Also, if the formula (1) is satisfied, when the light is reflected at the critical angle, 50% or more of the total reflected light is incident on the cell again, so that the optical loss can be kept low.

このように本実施形態の太陽電池モジュールでは、高屈折率層３を備えることで、様々な入射角から太陽電池モジュールへと入射する光のうち、タブ電極２で反射され太陽電池セルへと再入射する光量を増加することができ、かつ、高屈折率層３を備えることによる高屈折率層３と透光性封止材６との界面で全反射する光の損失を抑えることができるため、太陽電池モジュールの総発電量を向上することができる。   As described above, in the solar cell module of the present embodiment, the high refractive index layer 3 is provided, so that the light incident on the solar cell module from various incident angles is reflected by the tab electrode 2 and re-entered into the solar cell. The amount of incident light can be increased, and loss of light totally reflected at the interface between the high refractive index layer 3 and the light-transmitting sealing material 6 due to the provision of the high refractive index layer 3 can be suppressed. The total power generation amount of the solar cell module can be improved.

実施の形態２．
本発明の実施の形態２について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施の形態１と同一又は類似の部分についての説明は省略する。図１０は、本発明の実施の形態２の太陽電池モジュールの要部断面図であり、図１３−１〜図１３−５は、本実施の形態２の太陽電池モジュールの製造工程を示す工程断面図、図１４は、本実施の形態２の太陽電池モジュールの製造工程を示すフローチャートである。 Embodiment 2. FIG.
A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, description of the same or similar parts as those in the first embodiment will be omitted. FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of the solar cell module according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 13-1 to 13-5 are process cross-sectional views illustrating the manufacturing process of the solar cell module according to the second embodiment. FIG. 14 and FIG. 14 are flowcharts showing the manufacturing process of the solar cell module of the second embodiment.

本実施の形態における太陽電池セルは、図１０に示すように同程度の屈折率を有する平面層３１と、前記平面層と前記タブ電極２とを接続するための接着層３２との２層で形成される。任意の高さと幅を有する平面層（高屈折率シート）３１を、熱硬化性樹脂からなる接着層３２を介してタブ電極２上に配置し、加熱圧着することでタブ電極２上に所定の厚みと幅を有する高屈折率層３を形成する。これにより、タブ電極２上に任意の厚みとタブ電極２と異なる任意の幅を有する透光性封止材を固定することができ、かつ、タブ電極２の反射構造に凹凸を含む場合にも凹部を流動性の高い熱硬化剤で充填することが可能であるため前記構造を形成することができる。本実施の形態によれば、実施の形態１よりも容易にタブ電極２上に任意の高さと幅を有する高屈折率層３を形成することができる。   As shown in FIG. 10, the solar battery cell according to the present embodiment has two layers of a planar layer 31 having a similar refractive index and an adhesive layer 32 for connecting the planar layer and the tab electrode 2. It is formed. A flat layer (high refractive index sheet) 31 having an arbitrary height and width is disposed on the tab electrode 2 via an adhesive layer 32 made of a thermosetting resin, and is bonded to the tab electrode 2 by thermocompression bonding. A high refractive index layer 3 having a thickness and a width is formed. Accordingly, a translucent sealing material having an arbitrary thickness and an arbitrary width different from the tab electrode 2 can be fixed on the tab electrode 2, and the reflective structure of the tab electrode 2 includes irregularities. Since the concave portion can be filled with a thermosetting agent having high fluidity, the structure can be formed. According to the present embodiment, the high refractive index layer 3 having an arbitrary height and width can be formed on the tab electrode 2 more easily than the first embodiment.

接着層３２には熱硬化性樹脂が用いられ、平面層（高屈折率シート）３１には耐熱性の熱可塑性樹脂フィルムやフィルム状に硬化した前記硬化性樹脂を用いることができる。熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリフェニルメタクリレート、ポリジアリルフタレート層、ポリペンタクロロフェニルメタクリレート層、ポリビニルナフタレン層及びポリビニルカルバゾール層などを用いる。また、上記した芳香族ポリマー層において、２つ以上の芳香族ポリマーを混合した層を用いてもよい。   A thermosetting resin is used for the adhesive layer 32, and a heat-resistant thermoplastic resin film or the curable resin cured in a film shape can be used for the planar layer (high refractive index sheet) 31. As the thermoplastic resin, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polystyrene, polyimide, polyphenyl methacrylate, polydiallyl phthalate layer, polypentachlorophenyl methacrylate layer, polyvinyl naphthalene layer, polyvinyl carbazole layer, and the like are used. Moreover, in the above-described aromatic polymer layer, a layer in which two or more aromatic polymers are mixed may be used.

また、熱硬化性樹脂であるエポキシ樹脂は潜在性硬化剤、フェノキシ樹脂等を混ぜ合わせることで、常温で固体であり、加熱時に流動性を持たせることができ、これを上記平面層に用いるフィルム上に積層することで、高屈折率層フィルムを形成することができる。これはタブ電極２と太陽電池セル１との接続に用いられる導電性フィルムの接着部と同様の構造となるため、導電性フィルムと同時に高屈折率層フィルムを予めタブ電極２上に貼り付けておき、加熱圧着することで、タブ電極２と太陽電池セル１の接続と高屈折率層３の形成とを同時に処理することが可能であり、工程を短縮することができる。   The epoxy resin, which is a thermosetting resin, is a solid at room temperature by mixing a latent curing agent, a phenoxy resin, etc., and can be made fluid when heated. A high refractive index layer film can be formed by laminating on top. Since this has the same structure as the adhesive portion of the conductive film used to connect the tab electrode 2 and the solar battery cell 1, a high refractive index layer film is pasted on the tab electrode 2 at the same time as the conductive film. Further, by thermocompression bonding, the connection between the tab electrode 2 and the solar battery cell 1 and the formation of the high refractive index layer 3 can be processed at the same time, and the process can be shortened.

高屈折率層３の高さは実施の形態１と同様の条件が好ましく、高屈折率層３の幅はタブ電極２と同じかタブ電極２より大きい幅を有することが好ましく、タブ電極端部２ａからの距離Ｌが、次式（６）の関係を満たすことが特に好ましい。Ｎ０は空気の屈折率、Ｎ１は透光性封止材の屈折率、N２は前記高屈折率層３の屈折率、Ｈは高屈折率層３の高さである。   The height of the high refractive index layer 3 is preferably the same as in the first embodiment, and the width of the high refractive index layer 3 is preferably the same as the tab electrode 2 or larger than the tab electrode 2, It is particularly preferable that the distance L from 2a satisfies the relationship of the following formula (6). N0 is the refractive index of air, N1 is the refractive index of the translucent sealing material, N2 is the refractive index of the high refractive index layer 3, and H is the height of the high refractive index layer 3.

Figure 0006207255
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上記式（６）を満たすことにより、タブ電極２で反射された光が高屈折率層の側面を透過屈折し、モジュール外部へと放出される光学損失を抑制することができる。なお、上述した高さＨと幅Ｗを有していれば、図１１に示すようにタブ電極２を覆う形状となっていても良い。この場合、タブ電極２で反射された光のうち高屈折率層の側面から透光性封止材へと透過し、内部反射面への入射角が臨界角より小さくなり、モジュール外部へと放出される光を無くすことができる。   By satisfy | filling said Formula (6), the light reflected by the tab electrode 2 permeate | transmits and refracts the side surface of a high refractive index layer, and can suppress the optical loss discharge | released outside a module. In addition, as long as it has the height H and width W which were mentioned above, it may be the shape which covers the tab electrode 2 as shown in FIG. In this case, the light reflected by the tab electrode 2 is transmitted from the side surface of the high refractive index layer to the translucent sealing material, the incident angle on the internal reflection surface becomes smaller than the critical angle, and is emitted to the outside of the module. Can be eliminated.

高屈折率層３は透光性封止材６の屈折率よりも高ければ同程度の屈折率を有する２層で形成されても良く、前記高さと幅を満たす平面層３１と前記タブ電極２との接続のための接着層３２との２層で形成されても良い。 The high refractive index layer 3 may be formed of two layers having the same refractive index as long as it is higher than the refractive index of the translucent sealing material 6, and the planar layer 31 and the tab electrode 2 satisfying the height and width. it may be formed by two layers of the adhesive layer 32 for connection with.

この場合、厚みと幅は平面層３１で規定しつつ、通常の圧着等の方法で平面層３１の固定や凹凸部への高屈折材料を充填することが可能となり、簡易に本構造を形成することができる。   In this case, it is possible to fix the flat layer 31 and fill the concavo-convex portion with a highly refractive material by a method such as normal pressure bonding, while the thickness and width are defined by the flat layer 31, and this structure is easily formed. be able to.

また、図１２で示すようにタブ電極２の端部付近で反射され高屈折率層３側面を通過する光は、境界面が内部反射面７に対して垂直方向になるため、内部反射面７に対して入射角が小さくなるように屈折する。このため、特に高屈折率層３の高さＨが高いほど、側面で屈折して内部反射面７の臨界角より小さくなる光が増加し、光学損失が増加する可能性がある。図１２に示すφ０、φ１、φ２の関係はそれぞれ以下の通りである。 Further, as shown in FIG. 12, the light reflected near the end of the tab electrode 2 and passing through the side surface of the high refractive index layer 3 has a boundary surface in a direction perpendicular to the internal reflection surface 7. Refracts so that the incident angle becomes smaller. For this reason, in particular, as the height H of the high refractive index layer 3 is higher, the light that is refracted on the side surface and becomes smaller than the critical angle of the internal reflection surface 7 increases, and the optical loss may increase. The relationships among φ 0 , φ 1 , and φ 2 shown in FIG. 12 are as follows.

Figure 0006207255
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内部反射面７の臨界角度φ００は以下の式で表される。 The critical angle φ 00 of the internal reflection surface 7 is expressed by the following equation.

Figure 0006207255
Figure 0006207255

このときのφ２の値φ２０は以下の式で表される。 The phi 2 values phi 20 when is expressed by the following equation.

Figure 0006207255
Figure 0006207255

また、タブ電極２の端部で反射された光が高屈折率層の側面方向へと進む距離ｌはφ２を用いて以下の式で表される。 The distance l which light reflected at the end of the tab electrode 2 is advanced to the side direction of the high refractive index layer is expressed by the following equation using the phi 2.

Figure 0006207255
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図６に示した高屈折率層３のタブ電極２からの距離Ｌがφ２０のときのｌより大きくなる条件は、上記の（９）、（１０）式より（６）式で示される。このとき、高屈折率層３側面で屈折し内部反射面７の臨界角より小さくなるような比較的垂直方向に近い角度の反射光を、全て高屈折率層３表面で屈折又は反射させることができるため、光学損失を抑制することができる。 Larger conditions than l when the distance L is phi 20 from the tab electrodes 2 of the high refractive index layer 3 shown in FIG. 6, the above (9), represented by equation (6) from (10). At this time, all the reflected light having an angle close to the vertical direction that is refracted on the side surface of the high refractive index layer 3 and smaller than the critical angle of the internal reflection surface 7 can be refracted or reflected on the surface of the high refractive index layer 3. Therefore, optical loss can be suppressed.

このように本実施の形態の太陽電池モジュール１０では、様々な入射角から太陽電池モジュール１０へと入射する光のうち、タブ電極２で反射され太陽電池セル１へと再入射する光量を増加しつつ、高屈折率層３を備えることにより生じる光学損失を実施の形態よりもさらに抑えることができるため、太陽電池モジュール１０の総発電量を向上することができる。   As described above, in the solar cell module 10 of the present embodiment, among the light incident on the solar cell module 10 from various incident angles, the amount of light that is reflected by the tab electrode 2 and reenters the solar cell 1 is increased. However, since the optical loss caused by providing the high refractive index layer 3 can be further suppressed as compared with the embodiment, the total power generation amount of the solar cell module 10 can be improved.

また、高屈折率層３を２層で構成することで本発明に必要な形状を容易に形成することができる。例えば接着層とシート状の高屈折率層で構成することで、接着時に高屈折率層が流出したりすることなく、所望の形状を得ることができる。   Moreover, the shape required for this invention can be easily formed by comprising the high refractive index layer 3 by two layers. For example, by forming the adhesive layer and the sheet-like high refractive index layer, a desired shape can be obtained without the high refractive index layer flowing out during bonding.

次に、本実施の形態２の太陽電池モジュールの製造工程について説明する。まず、あらかじめ通例の方法により太陽電池セル１を形成する（図１４：ステップＳ１０１）。   Next, the manufacturing process of the solar cell module according to the second embodiment will be described. First, the solar cell 1 is formed in advance by a conventional method (FIG. 14: Step S101).

一方、図１３−１に示すように、タブ電極２を形成する（図１４：ステップＳ２０１）。タブ電極２は、厚み０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度の金属線からなり、適宜はんだめっき層や防錆層が形成される。そして、図１３−２に示すように、受光面側に、塗布法により散乱反射構造として透光性粒子を含有する散乱反射部２１を形成する（図１４：ステップＳ２０２）。   On the other hand, as shown in FIG. 13A, the tab electrode 2 is formed (FIG. 14: step S201). The tab electrode 2 is made of a metal wire having a thickness of about 0.1 mm to 0.4 mm, and a solder plating layer and a rust prevention layer are appropriately formed. And as shown to FIGS. 13-2, the scattering reflection part 21 containing a translucent particle | grain is formed in a light-receiving surface side as a scattering reflection structure by the coating method (FIG. 14: step S202).

この後、図１３−３に示すように、この散乱反射部２１上に熱可塑性樹脂からなる接着層３２、熱硬化性フィルムからなる高屈折率シート３１を配する（図１４：ステップＳ２０３）。なお、とともに、タブ電極２の裏面側には、太陽電池セル１にはタブ電極２と接続するための導電性接着剤層４１を形成しておく。   Thereafter, as shown in FIG. 13C, an adhesive layer 32 made of a thermoplastic resin and a high refractive index sheet 31 made of a thermosetting film are arranged on the scattering reflection portion 21 (FIG. 14: Step S203). At the same time, a conductive adhesive layer 41 for connecting to the tab electrode 2 is formed on the solar cell 1 on the back surface side of the tab electrode 2.

この後、図１３−４に示すように、太陽電池セル１をセットし、タブ電極２を熱圧着する（図１４：ステップＳ１０２）。このとき、図１３−５に示すように、タブ電極２は導電性接着剤層４１を介して電気的に接合され、複数の太陽電池セル１間を電気的に接続する。このようにして散乱反射部２１上に、接着層３２と高屈折率の熱硬化性フィルムからなる高屈折率シート３１とからなる高屈折率層３が形成される。一方タブ電極２の他面側に太陽電池モジュール１０内で、マトリクス状に並ぶ太陽電池セル１を、太陽電池モジュール１０の主に長手方向に順次接続し、太陽電池セル１のストリングを構成する。このようにして、太陽電池セルの受光面側電極と隣接する太陽電池セルの裏面電極とを結ぶようにタブ電極２を固着することによりストリングを形成する。   Then, as shown to FIGS. 13-4, the photovoltaic cell 1 is set and the tab electrode 2 is thermocompression-bonded (FIG. 14: step S102). At this time, as shown in FIG. 13-5, the tab electrode 2 is electrically joined through the conductive adhesive layer 41 to electrically connect the plurality of solar cells 1. In this way, the high refractive index layer 3 composed of the adhesive layer 32 and the high refractive index sheet 31 made of the high refractive index thermosetting film is formed on the scattering reflection portion 21. On the other hand, the solar cells 1 arranged in a matrix in the solar cell module 10 on the other surface side of the tab electrode 2 are sequentially connected mainly in the longitudinal direction of the solar cell module 10 to form a string of the solar cells 1. In this manner, the string is formed by fixing the tab electrode 2 so as to connect the light receiving surface side electrode of the solar battery cell and the back electrode of the adjacent solar battery cell.

こののち、透光性基板４、透光性封止材６、タブ電極２で相互接続された太陽電池セル１を受光面側が透光性基板４側に向くように、透光性封止材６上に載置する。この後、太陽電池セル１上に、透光性封止材６が、バックシート５となるように順次積層し、積層体を形成する。この後、５分間減圧する。   Thereafter, the light-transmitting sealing material is arranged so that the light-receiving surface side of the solar cells 1 interconnected by the light-transmitting substrate 4, the light-transmitting sealing material 6, and the tab electrode 2 faces the light-transmitting substrate 4. 6 is mounted. Thereafter, the light-transmitting sealing material 6 is sequentially laminated on the solar battery cell 1 so as to be the back sheet 5 to form a laminated body. Thereafter, the pressure is reduced for 5 minutes.

最後に、加圧しつつ加熱して、透光性封止材６を架橋させて成形し（図１４：ステップＳ１０３）、図１３−５に示すように、受光素子モジュールを形成する。本実施の形態では、この工程は、ラミネータにより真空状態で１００℃〜２００℃の温度で１５分から１時間程度加熱しながら、０．５ａｔｍ〜１．０ａｔｍ程度で加圧することによって成形する。透光性封止材６が軟化溶融し架橋融着するため、積層体は一体化される。   Finally, heating is performed while applying pressure, and the translucent sealing material 6 is crosslinked and molded (FIG. 14: Step S103), and a light receiving element module is formed as shown in FIG. 13-5. In the present embodiment, this step is performed by pressurizing at about 0.5 atm to 1.0 atm while heating for about 15 minutes to 1 hour at a temperature of 100 ° C. to 200 ° C. in a vacuum state with a laminator. Since the translucent sealing material 6 is softened and melted and cross-linked and fused, the laminate is integrated.

このようにして容易に、図１０に要部拡大断面図を示した太陽電池モジュール１０が形成される。   Thus, the solar cell module 10 whose main part enlarged sectional view is shown in FIG. 10 is easily formed.

最後に一体化された積層体の外周各辺に外枠 (アルミニウムやＳＵＳなどの金属材、合成樹脂材などで作製されている)を嵌め込み、各コーナーを固定することで太陽電池モジュール１０が完成する。   Finally, an outer frame (made of a metal material such as aluminum or SUS or a synthetic resin material) is fitted to each side of the outer periphery of the integrated laminate, and each corner is fixed to complete the solar cell module 10. To do.

実施の形態３．
本発明の実施の形態３について、図を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、上記実施の形態１と同一又は類似の部分についての説明は省略する。同一部位には同一符号を付した。図１５は、本発明の実施の形態３の太陽電池モジュールの要部断面図である。 Embodiment 3 FIG.
Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, description of the same or similar parts as those in the first embodiment will be omitted. The same symbols are assigned to the same parts. FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part of the solar cell module according to Embodiment 3 of the present invention.

本実施の形態３の太陽電池セルは、図１５に示すようにタブ電極２の拡散反射構造として透光性粒子を含有する散乱反射部２１を備えたものである。この散乱反射部２１は平面のタブ電極２上に塗布により透光性粒子（散乱性粒子）を含有する散乱反射部２１を形成している。散乱反射部としてはこのほか、白色ペイントを用いた白色層、表面に透光性粒子を散布したもの、回折構造体、等、種々の散乱体を備えたものでもよい。また、タブ電極２表面にランダムな微細凹凸形状を形成してもよい。   As shown in FIG. 15, the solar battery cell according to the third embodiment includes a scattering reflection portion 21 containing translucent particles as a diffuse reflection structure of the tab electrode 2. The scattering reflection portion 21 forms a scattering reflection portion 21 containing translucent particles (scattering particles) on the flat tab electrode 2 by coating. In addition to this, the scattering reflection portion may be provided with various scatterers such as a white layer using white paint, a surface in which translucent particles are dispersed, a diffractive structure, and the like. Moreover, you may form random fine uneven | corrugated shape in the tab electrode 2 surface.

上記タブ電極２上に、実施の形態１及び２で記した条件を満たすように高屈折率層３を形成する。タブ電極２が散乱反射構造をもつ場合、反射光が広い角度分布をもつため、ほぼ全ての入射角において、内部反射面７で反射されて太陽電池セル１へと再入射する光とモジュール外部へと放出される光が混在することになる。高屈折率層３を入れることで高屈折率層３と透光性封止材６との界面における屈折及び反射により、太陽電池セル１へと再入射される光の割合が増加する。   A high refractive index layer 3 is formed on the tab electrode 2 so as to satisfy the conditions described in the first and second embodiments. When the tab electrode 2 has a scattering reflection structure, since the reflected light has a wide angular distribution, the light reflected by the internal reflection surface 7 and re-entering the solar cell 1 at the almost all incident angles and the outside of the module. And emitted light will be mixed. By inserting the high refractive index layer 3, the ratio of light re-entering the solar battery cell 1 increases due to refraction and reflection at the interface between the high refractive index layer 3 and the translucent sealing material 6.

図１６に完全等方散乱反射構造を備えたタブ電極２を有する太陽電池モジュール１０のタブ電極２への入射光の太陽電池セル１再入射率の入射角度依存性の計算結果を示す。高屈折率層３は十分な高さと幅を有し、屈折率を１．６及び２．０とした。また、比較のために高屈折率層３を備えない比較例の構造の計算結果も併記する。曲線Ｅ1は、高屈折率層３の屈折率が１．６のときの太陽電池セル１への入射角と再入射率との関係を算出した結果を示す図である。曲線Ｅ2は、高屈折率層３の屈折率が２．０のとき、Ｒは高屈折率層３を具備しない構造であるときの計算結果を示す図である。完全等方散乱では入射光は入射角によらず全ての方向に均等に反射されるため、タブ電極２で反射される光の再入射される割合はほぼ一定となる。ただし、入射角度が大きくなると、透光性基板４の表面反射と透光性封止材６と高屈折率層３界面の反射が増加するため結果として再入射率は低下する。高屈折率層３を形成すると太陽電池モジュール１０外部へと放出されていた一部の反射角度を有する光が太陽電池セル１へと再入射されることとなり、入射角に依らず再入射率が一定量増加し、その値は高屈折率層３の屈折率が１．６のとき約３％、２．０のとき約１３％となる。 FIG. 16 shows the calculation result of the incident angle dependence of the solar cell 1 re-incidence rate of the incident light to the tab electrode 2 of the solar cell module 10 having the tab electrode 2 having the completely isotropic scattering reflection structure. The high refractive index layer 3 has a sufficient height and width, and has a refractive index of 1.6 and 2.0. For comparison, the calculation results of the structure of the comparative example that does not include the high refractive index layer 3 are also shown. A curve E 1 is a diagram illustrating a result of calculating a relationship between an incident angle to the solar battery cell 1 and a re-incidence rate when the refractive index of the high refractive index layer 3 is 1.6. A curve E 2 is a diagram illustrating a calculation result when the refractive index of the high refractive index layer 3 is 2.0, and R is a structure that does not include the high refractive index layer 3. In perfect isotropic scattering, incident light is uniformly reflected in all directions regardless of the incident angle, so that the rate of re-incidence of light reflected by the tab electrode 2 is substantially constant. However, when the incident angle is increased, the surface reflection of the translucent substrate 4 and the reflection at the interface between the translucent sealing material 6 and the high refractive index layer 3 increase, and as a result, the re-incidence rate decreases. When the high refractive index layer 3 is formed, the light having a part of the reflection angle emitted to the outside of the solar cell module 10 is re-entered into the solar cell 1, and the re-incidence rate does not depend on the incident angle. When the refractive index of the high refractive index layer 3 is 1.6, the value is about 3%, and when the refractive index is 2.0, the value is about 13%.

＜実施例１＞
実施例１では、上記に示した構造を有する太陽電池モジュールを以下の条件で作製した。 <Example 1>
In Example 1, a solar cell module having the structure described above was produced under the following conditions.

まず、厚さ２００μｍの厚みを有する１２５ｍｍ角のｎ型単結晶シリコン基板１１の表面にＮａＯＨを含むアルカリ水溶液を用いた異方性エッチング加工により微細凹凸を形成した。その後、ｎ型単結晶シリコン基板１１を洗浄し、表面の不純物を除去した。   First, fine irregularities were formed on the surface of a 125 mm square n-type single crystal silicon substrate 11 having a thickness of 200 μm by anisotropic etching using an alkaline aqueous solution containing NaOH. Thereafter, the n-type single crystal silicon substrate 11 was washed to remove impurities on the surface.

次に、ＲＦプラズマＣＶＤ（化学的気相堆積）法によりｎ型単結晶シリコン基板１１の上面上に厚さ５ｎｍのｉ型非晶質シリコン膜及び厚さ５ｎｍのｐ型非晶質シリコン膜を順に形成した。また、ＲＦプラズマＣＶＤ法によりｎ型単結晶シリコン基板の裏面に厚さ５ｎｍのｉ型結晶質シリコン膜及び厚さ５ｎｍのｎ型結晶質シリコン膜を順に形成した。その後、スパッタリング法により主面のｐ型非晶質シリコン膜上及び裏面のｎ型結晶質シリコン膜の各々の上に１００ｎｍの厚みを有するＩＴＯ膜を形成した。   Next, an i-type amorphous silicon film having a thickness of 5 nm and a p-type amorphous silicon film having a thickness of 5 nm are formed on the upper surface of the n-type single crystal silicon substrate 11 by RF plasma CVD (chemical vapor deposition). Formed in order. Further, an i-type crystalline silicon film having a thickness of 5 nm and an n-type crystalline silicon film having a thickness of 5 nm were sequentially formed on the back surface of the n-type single crystal silicon substrate by an RF plasma CVD method. Thereafter, an ITO film having a thickness of 100 nm was formed on each of the p-type amorphous silicon film on the main surface and the n-type crystalline silicon film on the back surface by sputtering.

次に、エポキシ樹脂にＡｇの微粉末を練り込んだＡｇペーストをスクリーン印刷法により主面側及び裏面側のＩＴＯ膜上に印刷し、その後、Ａｇペーストを１５０℃〜２５０℃で熱硬化させた。Ａｇペーストのパターンは、互いに平行に延びるストライプ状の複数のフィンガー電極部と、それらのフィンガー電極部に直交しかつ互いに平行に延びるストライプ状の２本のバスバー電極部とからなる。フィンガー電極部のピッチは２ｍｍとした。   Next, an Ag paste obtained by kneading Ag fine powder into an epoxy resin was printed on the ITO film on the main surface side and the back surface side by a screen printing method, and then the Ag paste was thermally cured at 150 ° C. to 250 ° C. . The Ag paste pattern is composed of a plurality of stripe-shaped finger electrode portions extending in parallel to each other and two stripe-shaped bus bar electrode portions extending perpendicularly to the finger electrode portions and parallel to each other. The pitch of the finger electrode portions was 2 mm.

次に、両面のバスバー電極部に未硬化の導電性接着フィルムを加熱温度９０℃、圧力０.３ＭＰａにて３秒加熱圧着することで仮配置した。このようにして、複数の太陽電池セルを作製した。   Next, an uncured conductive adhesive film was temporarily placed on the bus bar electrode portions on both sides by thermocompression bonding at a heating temperature of 90 ° C. and a pressure of 0.3 MPa for 3 seconds. In this way, a plurality of solar cells were produced.

次に、幅１ｍｍ、厚さ１５０μｍ及び長さ２５０ｍｍを有する銅箔の一面にプレス加工により幅方向の断面において凹凸角度αが３０°の凹凸部が形成されたタブ電極を準備し、タブ電極の凹凸部が受光面側にくるようにバスバー電極上に配置し、加熱温度１８０℃、圧力２ＭＰａにて１５秒加熱圧着することで太陽電池セル同士を接続した。   Next, a tab electrode is prepared in which a concavo-convex portion having a concavo-convex angle α of 30 ° is formed in a cross section in the width direction by pressing on one surface of a copper foil having a width of 1 mm, a thickness of 150 μm, and a length of 250 mm. It arrange | positioned on a bus-bar electrode so that an uneven | corrugated | grooved part may come to the light-receiving surface side, and the photovoltaic cells were connected by heat-pressing for 15 second at the heating temperature of 180 degreeC and the pressure of 2 MPa.

次に、タブ電極上に屈折率１．６を有する熱硬化性エポキシ樹脂を塗布し、幅１ｍｍ、厚さ１００μｍ、長さ１２５ｍｍ、及び屈折率１．６を有するポリカーボネートフィルムをタブ電極及びエポキシ樹脂上に配置し加熱圧着し、高屈折率層を形成した。   Next, a thermosetting epoxy resin having a refractive index of 1.6 is applied on the tab electrode, and a polycarbonate film having a width of 1 mm, a thickness of 100 μm, a length of 125 mm, and a refractive index of 1.6 is applied to the tab electrode and the epoxy resin. The high refractive index layer was formed by placing it on top and thermocompression bonding.

バックシート、透光性樹脂、タブ電極によって接続された２個の太陽電池装置、透光性封止材及び透光性基板を順に積層し、減圧下において１００℃〜１５０℃で加熱することにより圧着した。透光性基板としては、透光性ガラスを用いた。バックシートとしては、アルミニウムをフッ化ビニルフィルムで挟んだ構造を有するシートを用いた。透光性封止材としては、ＥＶＡを用いた。   By laminating a back sheet, a translucent resin, two solar cell devices connected by a tab electrode, a translucent sealing material, and a translucent substrate in order, and heating at 100 ° C. to 150 ° C. under reduced pressure Crimped. Translucent glass was used as the translucent substrate. As the back sheet, a sheet having a structure in which aluminum is sandwiched between vinyl fluoride films was used. EVA was used as the translucent sealing material.

＜実施例２＞
実施例１の高屈折率層に替えて、エポキシ樹脂と幅１．５ｍｍ、厚さ２００μｍ、長さ１２５ｍｍのポリカーボネートフィルムを用いた以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。 <Example 2>
A solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that an epoxy resin and a polycarbonate film having a width of 1.5 mm, a thickness of 200 μm, and a length of 125 mm were used in place of the high refractive index layer of Example 1.

（比較例１）
タブ電極上に高屈折率層を形成しない以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。すなわち、図１８に示すようにタブ電極１０２は受光面側に凹凸部１０２Ｔが形成されており、凹凸部１０２Ｔで斜めに反射した入射光がタブ電極１０２で反射される角度を保護ガラス面で全反射される臨界角より大きくなるように傾斜角を設定する。 (Comparative Example 1)
A solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the high refractive index layer was not formed on the tab electrode. That is, as shown in FIG. 18, the tab electrode 102 has a concavo-convex portion 102T formed on the light receiving surface side, and the angle at which incident light reflected obliquely by the concavo-convex portion 102T is reflected by the tab electrode 102 is entirely reflected on the protective glass surface. The tilt angle is set to be larger than the reflected critical angle.

（比較例２）
実施例１の高屈折率層に替えてエポキシ樹脂層をタブ電極の凹部を埋めるように形成した以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。 (Comparative Example 2)
A solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the high refractive index layer of Example 1 was replaced with an epoxy resin layer so as to fill the concave portion of the tab electrode.

（比較例３）
実施例１のタブ電極に替えて幅１ｍｍ、厚さ１５０μｍ及び長さ２５０ｍｍを有する平面タブ電極を用いてタブ電極上に高屈折率層を形成しない以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。 (Comparative Example 3)
A solar cell in the same manner as in Example 1 except that a high refractive index layer is not formed on the tab electrode using a flat tab electrode having a width of 1 mm, a thickness of 150 μm and a length of 250 mm instead of the tab electrode of Example 1. A module was produced.

（比較例４）
実施例１のタブ電極に替えて幅１ｍｍ、厚さ１５０μｍ及び長さ２５０ｍｍを有する平面タブ電極を用いてタブ電極上に実施例１と同様の高屈折率層を形成した以外は、実施例１と同様にして太陽電池モジュールを作製した。 (Comparative Example 4)
Example 1 except that a tabular electrode having a width of 1 mm, a thickness of 150 μm and a length of 250 mm was used instead of the tab electrode of Example 1, and a high refractive index layer similar to that of Example 1 was formed on the tab electrode. A solar cell module was produced in the same manner as described above.

（評価）
波長６５０ｎｍ、出力３ｍＷを有するレーザー光をビーム径が０．５ｍｍ程度となるようにコリメートしタブ電極２上に照射した際に太陽電池セルで生じる規格化短絡電流を測定した。この電流値は、レーザー光を集電電極を避けて直接セルへと照射した場合に生じる短絡電流を１として、規格化した値である。レーザー光の太陽電池モジュールへの入射角度をタブ電極の幅方向に対して０°〜４５°の範囲において１５°刻みで変えたときの規格化短絡電流の値を表１に示す。 (Evaluation)
A normalized short-circuit current generated in the solar cell when the laser beam having a wavelength of 650 nm and an output of 3 mW was collimated so as to have a beam diameter of about 0.5 mm and irradiated on the tab electrode 2 was measured. This current value is a normalized value with the short-circuit current generated when the laser light is irradiated directly on the cell avoiding the collecting electrode as 1. Table 1 shows the values of the normalized short-circuit current when the incident angle of the laser beam to the solar cell module is changed in increments of 15 ° in the range of 0 ° to 45 ° with respect to the width direction of the tab electrode.

Figure 0006207255
Figure 0006207255

表１に示すように、タブ電極に凹凸構造及び高屈折率層３を備えた実施例１、２では垂直入射時（０°）及び１５°において０．７以上の規格化短絡電流が得られ、３０°においても０．６５以上の値が得ることができた。特に実施例２では高屈折率層が十分な高さと幅を有しており、高屈折率層と透光性封止材界面での全反射等による光学損失が抑制され、高い電流値が得られていると考えられる。   As shown in Table 1, in Examples 1 and 2 in which the tab electrode is provided with a concavo-convex structure and a high refractive index layer 3, a normalized short-circuit current of 0.7 or more is obtained at normal incidence (0 °) and 15 °. A value of 0.65 or more was obtained even at 30 °. In particular, in Example 2, the high refractive index layer has a sufficient height and width, optical loss due to total reflection at the interface between the high refractive index layer and the translucent sealing material is suppressed, and a high current value is obtained. It is thought that.

一方で、比較例１、２ではタブ電極に凹凸構造を備えているため、垂直入射時は高い電流値が得られたが、斜め入射時の電流値の低下が実施例より顕著となった。比較例１では高屈折率層を備えていないため、タブ電極における反射光がガラス表面で全反射される入射角の範囲が狭いため入射角が３０°以上で電流値が大幅に低下し、比較例２では高屈折率層の高さが十分でないため高屈折率層と透光性封止材界面での全反射光による損失が大きくなり、１５°以上で電流値が実施例よりも低下していると考えられる。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, since the tab electrode was provided with a concavo-convex structure, a high current value was obtained at the time of vertical incidence, but the decrease in current value at the time of oblique incidence was more significant than in the examples. In Comparative Example 1, since the high refractive index layer is not provided, the range of the incident angle at which the reflected light from the tab electrode is totally reflected on the glass surface is narrow, so that the current value is greatly reduced when the incident angle is 30 ° or more. In Example 2, since the height of the high refractive index layer is not sufficient, the loss due to the total reflected light at the interface between the high refractive index layer and the translucent sealing material is increased, and the current value is lower than that of the example at 15 ° or more. It is thought that.

実施例２及び比較例１、２におけるモジュールへの入射角度に対する規格化電流値の詳細な変化を図１７のグラフに示す。曲線Ｅ02は、実施例２の太陽電池セル１への入射角と再入射率との関係を測定した結果を示す図である。Ｒ1、Ｒ2は比較例の同測定結果を示す図である。入射角度は５°刻みで０°〜６０°まで変えている。図８で示した計算結果よりも変化が緩やかであるのはタブ電極が完全に鏡面ではなく、表面の粗さによって反射光がある程度の角度分布を持っているためだと考えられる。実施例では垂直入射時は比較例と同等の電流値が得られ、斜め入射時において比較例１、２よりも高い電流値を維持しているため、太陽電池モジュールの総発電量が向上可能であることを示した。 The detailed change of the normalized current value with respect to the incident angle to the module in Example 2 and Comparative Examples 1 and 2 is shown in the graph of FIG. A curve E 02 is a graph showing a result of measuring a relationship between an incident angle to the solar battery cell 1 of Example 2 and a re-incidence rate. R 1 and R 2 are diagrams showing the same measurement results of a comparative example. The incident angle is changed from 0 ° to 60 ° in increments of 5 °. The reason why the change is more gradual than the calculation result shown in FIG. 8 is that the tab electrode is not completely mirror surface, and the reflected light has a certain angle distribution due to the roughness of the surface. In the example, the current value equivalent to that of the comparative example is obtained at the time of vertical incidence, and the current value higher than that of Comparative Examples 1 and 2 is maintained at the time of oblique incidence, so that the total power generation amount of the solar cell module can be improved. It showed that there is.

また、比較例３、４ではタブ電極が平面である場合は、垂直入射時にタブ電極の表面粗さの影響で散乱反射された光がわずかにセルへと再入射され、入射角の増加に伴い電流値はわずかに増加するが、高屈折率層の有無に関わらず反射光のほとんどはタブ電極入射時と対称の軌道でモジュール外部へと放出されるため、総じて電流値は低い値を示した。   In Comparative Examples 3 and 4, when the tab electrode is a flat surface, the light scattered and reflected by the influence of the surface roughness of the tab electrode at the time of vertical incidence is slightly re-incident on the cell, and the incident angle increases. Although the current value slightly increases, most of the reflected light is emitted to the outside of the module in a symmetrical orbit with the incidence of the tab electrode regardless of the presence or absence of the high refractive index layer. .

１ 太陽電池セル、２ タブ電極、３ 高屈折率層、４ 透光性基板、５ バックシート、６ 透光性封止材、７ 内部反射面、１０ 太陽電池モジュール、１３Ｂ バスバー電極、１３Ｆ フィンガー電極、１３ 集電電極、２Ｔ 凹凸部、２１ 散乱反射部、３１ 平面層（高屈折率シート）、３２ 接着層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solar cell, 2 Tab electrode, 3 High refractive index layer, 4 Translucent board | substrate, 5 Back sheet, 6 Translucent sealing material, 7 Internal reflection surface, 10 Solar cell module, 13B Bus bar electrode, 13F Finger electrode , 13 Current collecting electrode, 2T Concavity and convexity part, 21 Scattering reflection part, 31 Planar layer (high refractive index sheet), 32 Adhesive layer.

Claims (8)

少なくとも一面側に集電電極を有する複数の太陽電池セルと、隣接する太陽電池セルの集電電極を電気的に接続するタブ電極と、複数の太陽電池セルのタブ電極側に配置される透光性封止材とを備えた太陽電池であって、
少なくともタブ電極の一面に、入射光を斜め上方に反射する拡散反射構造を備えるとともに、
前記タブ電極の前記拡散反射構造の反射面上に前記透光性封止材よりも高い屈折率を有する高屈折率層を備え、
前記透光性封止材の屈折率をＮ１、前記高屈折率層の屈折率をＮ２、前記タブ電極の幅をＷとしたとき、
前記高屈折率層の前記反射面からの高さＨが、次式（１）の関係を満たすことを特徴とする太陽電池モジュール。
Figure 0006207255
 A plurality of solar cells having current collecting electrodes on at least one surface side, a tab electrode for electrically connecting the current collecting electrodes of adjacent solar cells, and a light transmission disposed on the tab electrode side of the plurality of solar cells A solar cell comprising a conductive sealing material,
At least one surface of the tab electrode is provided with a diffuse reflection structure that reflects incident light obliquely upward,
A high refractive index layer having a higher refractive index than the light-transmitting sealing material on the reflective surface of the diffuse reflection structure of the tab electrode;
When the refractive index of the translucent sealing material is N1, the refractive index of the high refractive index layer is N2, and the width of the tab electrode is W,
A solar cell module, wherein a height H of the high refractive index layer from the reflecting surface satisfies the relationship of the following formula (1).
Figure 0006207255
 前記反射面からの高さＨが、次式（２）の関係を満たす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。
Figure 0006207255
 2. The solar cell module according to claim 1, wherein a height H from the reflecting surface satisfies a relationship of the following expression (2).
Figure 0006207255
 前記高屈折率層が前記タブ電極の幅方向に前記反射面より広く形成され、空気の屈折率をＮ０としたとき、
前記反射面の端部からの前記屈折率層の端部までの長さＬが、次式（６）の関係を満たす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。
Figure 0006207255
 When the high refractive index layer is formed wider than the reflecting surface in the width direction of the tab electrode, and the refractive index of air is N0,
The length L from the edge part of the said reflective surface to the edge part of the said refractive index layer satisfy | fills the relationship of following Formula (6), The solar cell module of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
Figure 0006207255
 前記拡散反射構造は、凹凸面であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffuse reflection structure is an uneven surface. 前記拡散反射構造は、散乱性粒子を含有する表面層を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。   The solar cell module according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffuse reflection structure has a surface layer containing scattering particles. 前記高屈折率層が、前記屈折率を有しかつ、前記タブ電極と等しい幅を有する平面層と、
前記平面層と前記タブ電極とを接続するための接着層との２層で形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。 The high refractive index layer, and has the refractive index, a planar layer having said tab electrode and have equal width,
The solar cell module according to any one of claims 1 to 5, wherein the solar cell module is formed of two layers of an adhesive layer for connecting the planar layer and the tab electrode. 前記高屈折率層が、前記平面層を構成するための樹脂フィルムと前記接着層を構成する熱硬化性樹脂との積層体であり、
前記高屈折率層は、前記タブ電極上に加熱圧着されていることを特徴とする請求項６に記載の太陽電池モジュール。 The high refractive index layer is a laminate of a resin film for constituting the planar layer and a thermosetting resin constituting the adhesive layer,
The solar cell module according to claim 6, wherein the high refractive index layer is heat-pressed on the tab electrode. 少なくとも一面側に集電電極を有する複数の太陽電池セルに対し、隣接する太陽電池セルの集電電極を電気的に接続するタブ電極を圧着する工程と、
透光性基板上に、
タブ電極を用いて、接続された複数の前記太陽電池セルを、
封止材を介して載置し、積層体を形成する工程と、
前記積層体を加熱加圧し、前記太陽電池セルを封止する工程とを含む太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記タブ電極が、少なくとも受光面側に拡散反射構造を有するとともに、
前記圧着する工程は、
前記拡散反射構造上に高屈折率層を配し、高屈折率層と共に前記太陽電池セル及びタブ電極を圧着する工程を含み、
前記圧着する工程は、
タブ電極上に熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の２層からなる高屈折率フィルムを配置し、
前記圧着する工程により同時にタブ電極上に高屈折率層を形成する工程であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 A step of crimping a tab electrode for electrically connecting a collecting electrode of an adjacent solar battery cell to a plurality of solar cells having a collecting electrode on at least one surface side;
On the translucent substrate,
Using the tab electrode, a plurality of the connected solar cells,
Placing through a sealing material and forming a laminate;
Heating and pressurizing the laminate, and sealing the solar battery cell, comprising:
The tab electrode has a diffuse reflection structure at least on the light receiving surface side,
The crimping step includes
A step of disposing a high refractive index layer on the diffuse reflection structure, and bonding the solar cell and the tab electrode together with the high refractive index layer;
The crimping step includes
A high refractive index film consisting of two layers of a thermoplastic resin and a thermosetting resin is placed on the tab electrode,
A method for producing a solar cell module, comprising a step of simultaneously forming a high refractive index layer on a tab electrode by the step of pressure bonding.
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