JP2011108985A - 太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 この発明は、装置の誤差を考慮し、太陽電池にかかる剪断応力を少なくして、配線部材の接続時のクラックの発生を抑制でき、歩留まりを向上させる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 表面側保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側保護部材と前記裏面側保護部材との間にタブによって互いに接続された複数の太陽電池とを備える太陽電池モジュールにおいて、太陽電池１は、受光面に配設され、タブと接続される複数の表面側フィンガー電極１１０と、裏面に配設され、タブと接続される複数の裏面側フィンガー電極１２０とを有し、表面側フィンガー電極１１０が存在する位置の裏面側のフィンガー電極１２０の相対する位置に、少なくともタブが接続される部分に表面側フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分１２０ｂを備える。
【選択図】 図４

Description

この発明は、太陽電池モジュールに関し、隣接する太陽電池の表面上に形成された電極を配線部材によって接続することにより互いに接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールに関するものである。

太陽電池モジュールは、複数の太陽電池がその表裏面の電極に電気的に接続された配線部材により直列及び／又は並列に接続された構造を有している。この太陽電池モジュールを作製する際に、太陽電池の電極と配線部材との接続には、従来、半田が用いられている。半田は、導通性、固着強度等の接続信頼性に優れ、安価で汎用性があることから広く用いられている。

一方、環境保護の観点等から、太陽電池において半田を使用しない配線の接続方法も用いられている。例えば、樹脂接着剤を有する接着フィルムを用いて太陽電池と配線材とを接続する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

接着フィルムを用いた配線の接続は、まず、接着フィルムを太陽電池の電極上に貼り着け、この接着フィルム上に配線部材を載せて、配線部材を太陽電池方向に加圧しつつ加熱することにより、樹脂接着剤により配線部材を太陽電池の電極に接続させている。

ところで、太陽電池の低コスト化、低資源化のためには、太陽電池を薄型化することが求められている。

上記したように、配線部材の接続を樹脂接着剤で行う方法では、配線部材を太陽電池方向に加圧している。この時の圧力の一部は、電極を通じて太陽電池に伝わる。そして、特に、太陽電池の受光面に形成された電極と裏面に形成された電極との位置が一致していないと、太陽電池の基板に剪断応力がかかり、基板にクラックなどが発生して歩留まりが低下するという問題がある。このような問題は、配線部材をフィンガー電極に直接接続する場合に顕著であり、特に、太陽電池の薄型化に伴い剪断応力に対する対応が重要になってくる。

上記した問題点を解決するために、本出願人より、受光面に配設され、配線部材と接続される複数の第１フィンガー電極と、裏面に配設され、配線部材と接続される複数の第２フィンガー電極とを有し、第１フィンガー電極と第２フィンガー電極とは、受光面と平行な投影面上において、互いに重なり合う位置に配置した太陽電池モジュールを提案している（特許文献２参照）。

特開２００７−２１４５３３号公報 特開２００８−２３５３５４号公報

特許文献２においては、図１６に示すように、太陽電池１の受光面側に配設される第１フィンガー電極１１０と裏面側に配設される第２フィンガー電極１２０とが一致している場合が理想的である。第１フィンガー電極１１０と第２フィンガー電極１２０の位置が一致した状態で、配線部材２０とフィンガー電極１１０、１２０との間に、それぞれ樹脂接着フィルム（図示せず）を配置し、図中矢印に示すように、配線部材２０を太陽電池１の方向に加圧する。図１６に示すように、第１フィンガー電極１１０と第２フィンガー電極１２０の位置が完全に一致している場合には、剪断力が太陽電池１に加わることが抑制され、太陽電池１のクラックの発生が抑制される。

しかしながら、装置誤差を含めて考えたとき、第１フィンガー電極１１０と第２フィンガー電極１２０との位置がずれる場合がある。図１７に示すように、第１フィンガー電極１１０と第２フィンガー電極１２０との位置がずれると、第１フィンガー電極１１０と第２フィンガー電極１２０との間に挟まれる太陽電池１に図中破線矢印で示すような剪断応力がかかる。この剪断応力により、最悪の場合にはクラックが発生し、歩留まりが低下するという難点がある。

この発明は、上記した従来の事情に鑑みなされたものにして、装置の誤差を考慮し、太陽電池にかかる剪断応力を少なくして、配線部材の接続時のクラックの発生を抑制でき、歩留まりを向上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その課題とする。

この発明は、表面側保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側保護部材と前記裏面側保護部材との間に配線部材によって互いに接続された複数の太陽電池とを備える太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池は、受光面に配設され、前記配線部材と接続される複数の表面側フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線部材と接続される複数の裏面側フィンガー電極とを有し、前記表面側フィンガー電極が存在する位置の裏面側のフィンガー電極の相対する位置に、少なくとも配線部材が接続される部分に表面側フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分を備えることを特徴とする。

また、剪断応力分散領域は、フィンガー電極と沿った長さをｂ、タブの幅をａ、機械的精度によるタブの貼り付け位置の誤差をｘとすると、ｂ＝ａ＋２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成すればよい。

さらに、この発明は、表面側保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側保護部材と前記裏面側保護部材との間に配線部材によって互いに接続された複数の太陽電池とを備える太陽電池モジュールにおいて、前記太陽電池は、受光面に配設され、前記配線部材と接続される複数の表面側フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線部材と接続される複数の裏面側フィンガー電極とを有し、前記裏面側フィンガー電極が存在する位置の表面側のフィンガー電極の相対する位置に、少なくとも配線部材が接続される部分に裏面側フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分を備えることを特徴とする。

また、剪断応力分散領域は、フィンガー電極と沿った長さをｂ、タブの幅をａ、機械的精度によるタブの貼り付け位置の誤差をｘとすると、ｂ＝ａ−２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成すればよい。

この発明によれば、装置の誤差を考慮し、表面側フィンガー電極と裏面側のフィンガー電極が相対する位置に、少なくとも配線部材が接続される部分に、フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分を有するので、互いのフィンガー電極と相対する位置には電極部分が存在することになり、表裏の電極で応力を緩和し、太陽電池のクラックの発生を抑制でき、歩留まりを向上させることができる。

この発明の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の平面図である。 図１のＡ−Ａ‘線断面図である。 この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールを示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面の要部を拡大した断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線断面の要部を拡大した断面図である。 この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。 この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。 この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。 この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。 この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールを示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面の要部を拡大した断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線断面の要部を拡大した断面図である。 この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。 この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。 この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。 この発明の第３及び第４の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。 この発明の第５の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。 この発明の太陽電池モジュールの概略断面図である。 この発明の太陽電池モジュールのタブの接続工程を示す模式図である。 従来の太陽電池モジュールのタブの接続工程を示す模式図である。 従来の太陽電池モジュールのタブの接続工程を示す模式図である。

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。

この発明の第１の実施形態にかかる太陽電池モジュールにつき図１ないし図６を参照して説明する。

この太陽電池モジュールは、複数の板状の太陽電池１を備えている。この太陽電池１は、例えば、厚みが０．１５ｍｍ程度の単結晶シリコンや多結晶シリコンなどで構成される結晶系半導体からなり、１辺が１２５ｍｍ程度の略正方形を有するが、これに限るものではなく、他の太陽電池を用いても良い。

この太陽電池１内には、例えば、ｎ型領域とｐ型領域が形成され、ｎ型領域とｐ型領域との界面部分でキャリア分離用の電界を形成するための接合部が形成されている。このｎ型領域とｐ型領域は、単結晶シリコンや多結晶シリコン等の結晶半導体、ＧａＡｓやＩｎＰ等の化合物半導体、非晶質状態或いは微結晶状態を有する薄膜ＳｉやＣｕＩｎＳｅ等の薄膜半導体等の太陽電池用に用いられる半導体を単独、或いは組み合わせて形成することができる。一例として互いに逆導電型を有する単結晶シリコンと非晶質シリコン層との間に薄膜の真性な非晶質シリコン層を介挿し、その界面での欠陥を低減し、ヘテロ接合界面の特性を改善した所謂ＨＩＴ構造の太陽電池が用いられる。

この太陽電池１の受光面（表面）側の表面部分には、表面電極１１が形成されている。この表面電極１１は、互いに並行に形成された複数のフィンガー電極１１０を含む。このフィンガー電極１１０は、例えば、電極幅１００μｍ、ピッチ２ｍｍ、電極厚み５０μｍで５５本程度形成される。フィンガー電極１１０に直交して配線部材としてのタブ２０が接続される。

図４及び図６に示すように、この表面電極１１には、タブが接続される位置に合わせて折れ線状のバスバー電極１１１が設けられている。このバスバー電極１１１は次の条件に基づき設けられている。

すなわち、機械的精度によるタブの貼り付け位置の誤差をｘ、タブ２０の幅をａ、バスバー電極１１１の折れ線状の幅間隔をｂとすると、ｂ＝ａ＋２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状のバスバー電極１１１が形成されている。例えば、タブ２０の幅ａが１．２ｍｍの場合、機械精度によるタブの貼り付け位置の誤差とバスバー電極の位置精度誤差の合計が±０．２ｍｍとして、その機械精度を考慮して、１．６ｍｍの間隔（図中ｂ）に、折れ線状にフィンガー電極１１０以上の幅でフィンガー電極１１０と同じ厚みのバスバー電極１１１が配置されるように形成されている。

図４の１点鎖線で表示されているタブ２０の機械的誤差を考慮した範囲内に、バスバー電極１１１が配置される。即ち、中心位置から図中左方向に斜めに延び０．８ｍｍ左側に達した点から右方向に斜めに折れ曲がって左端から右端まで１．６ｍｍの位置まで延びる。そして、右端まで達すると左方向に折れ曲がるようにして折れ線状に、タブの貼り付け方向にバスバー電極１１１が形成されている。この実施形態では、３本のバスバー電極１１１が設けられている。

このような表面電極１１は、例えば、銀ペーストをスクリーン印刷して百数十度の温度で硬化させて形成したものである。

また、太陽電池１の裏面側の表面部分には、裏面電極１２が形成されている。この裏面電極１２は、互いに並行に形成された複数のフィンガー電極１２０を含む。このフィンガー電極１２０は、例えば、電極幅１００μｍ、ピッチ０．５ｍｍ、電極厚み１０μｍで２１７本程度形成される。

この実施形態においては、図３、図４及び図６に示すように、表面電極１１のフィンガー電極１１０の本数より、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の本数を多くしている。そして、少なくとも、表面のフィンガー電極１１０と相対する位置の裏面のフィンガー電極１２０には、タブ２０が配置される箇所に剪断応力分散領域１２０ｂが設けられている。

この剪断応力分散領域１２０ｂは、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならずに、且つ複数の電極部分が相対するように、表面側フィンガー電極１１０に対して所定の角度を有して折り曲げられた折れ線状の電極で構成されている。すなわち、タブ２０が配置される箇所では、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０の位置ズレが生じた場合においても表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならず、そして、表面のフィンガー電極１１０が相対する位置においては、裏面のフィンガー電極１２０の剪断応力分散領域１２０ｂを構成する複数の電極部分が配置される。このように、タブ２０が配置される箇所では、電極形成位置に誤差が生じても必ず、表面電極１１のフィンガー電極１１０の相対する位置の裏面側には、裏面のフィンガー電極１２０に剪断応力分散領域１２０ｂを構成する複数の電極が存在する。

図５及び図６に示すように、この実施形態では、折れ線状の電極からなる剪断応力分散領域１２０ｂは、その長さ（バスバー電極に沿った方向の長さ）をバスバー電極１１１と同様にタブ２０の機械的誤差を考慮した範囲に設定している。すなわち、バスバー電極１１１の折れ線状の幅間隔と同じ長さになるように、剪断応力分散領域１２０ｂの折れ線状の電極が形成されている。この剪断応力分散領域１２０ｂも上述したｂ＝ａ＋２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極からなる剪断応力分散領域１２０ｂが形成されている。例えば、タブ２０の幅ａが１．２ｍｍの場合、機械精度によるタブの貼り付け位置の誤差とバスバー電極の位置精度誤差ｘの合計が±０．２ｍｍとして、その機械精度を考慮して、１．６ｍｍの間隔（図中ｂ）に剪断応力分散領域１２０ｂが形成されている。

そして、表面側のフィンガー電極１１０と直交する方向の長さｃは、電極形成位置に誤差が生じても必ず剪断応力分散領域１２０ｂの電極部分が相対するように、この実施形態ではフィンガー電極１２０の線幅の５倍程度の０．５ｍｍとしている。このように、剪断応力分散領域１２０ｂは、図５の１点鎖線で表示されている電極形成位置の誤差を考慮し、中心位置から図中右方向に斜めに延び０．２５ｍｍ右側に達した点から左方向に斜めに折れ曲がって右端から左端まで０．５ｍｍの位置まで延びる。そして、右端まで達すると左方向に折れ曲がるようにして折れ線状に、タブの貼り付け箇所に形成されている。

また、表面のフィンガー電極１１０が存在しない領域に位置する裏面のフィンガー電極１２０は、剪断応力分散領域１２０ｂは設けずに、この実施形態では、１００μｍの直線状の電極にしている。

さらに、この裏面電極１２にも表面電極１１と同様にバスバー電極１２１が設けられている。このバスバー電極１２１は、表面のバスバー電極１１１と同様に折れ線状に形成されている。そして、表面電極１１のバスバー電極１１１と裏面電極１２のバスバー電極１２１とは、互いに重なり合う位置に形成されている。即ち、表面側のバスバー電極１１１が存在する太陽電池１の裏面側には裏面側のバスバー電極１２１が存在するように両バスバー電極１１１、１２１が設けられている。

図６においては、上部に表面側の表面電極１１、下側に裏面側の裏面電極１２を表し、両者のフィンガー電極の関係を示している。図６に示すように、裏面側のフィンガー電極１２０の総本数は、表面側のフィンガー電極１１０の本数より多くしている。そして、この実施形態では、裏面側のフィンガー電極１２０の４本に対して１本の表面側のフィンガー電極１１０が相対するように互いのフィンガー電極が太陽電池１の表裏に形成されている。そして、表面のフィンガー電極１１０の相対する位置の裏面側フィンガー電極１２０には、タブ２０が配置される箇所に折れ線状に電極を形成した剪断応力分散領域１２０ｂが設けられている。

上記のように、この実施形態においては、表面電極１１のフィンガー電極１１０の本数を、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の本数より少なくしている。このように、表面電極１１の本数を少なくすることで、太陽電池１の表面に入射する光の量を増大できるので、太陽電池特性を向上させることができる。

また、表面電極１１のフィンガー電極１１０の厚みを、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の厚みより大きくすることで、表面電極１１の抵抗を小さくすることができ、さらに太陽電池特性を向上させることができる。

また、裏面側フィンガー電極１２０のタブ２０が配置される箇所に折れ線状に電極を形成した剪断応力分散領域１２０ｂを設けているので、太陽電池１の表面に入射する光には影響を及ぼすことはない。そして、図３及び図５に示すように、タブ２０が配置される箇所の表面電極１１のフィンガー電極１１０の相対する位置の裏面側には、剪断応力分散領域１２０ｂを構成する複数の電極が存在する。タブ接続の際に加わる圧力が剪断応力分散領域１２０ｂを構成する複数の電極で受け止められることになる。この結果、剪断応力が分散され、太陽電池１のクラック等を防ぐことができる。

この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールにつき図７ないし図９を参照して説明する。図７は、この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。図８は、この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールを示し、（ａ）は図１のＡ−Ａ’線断面の要部を拡大した断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’線断面の要部を拡大した断面図、図９は、この発明の第２の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。

第１の実施形態が剪断応力分散領域を裏面側のフィンガー電極１２０に設けているのに対し、この第２の実施形態では、表面側のフィンガー電極１１０に剪断応力分散領域１１０ｂを設けたものである。

この第２の実施形態においても、図７及び図８に示すように、表面電極１１のフィンガー電極１１０の本数より、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の本数を多くしている。そして、少なくとも、裏面のフィンガー電極１２０と相対する位置の表面のフィンガー電極１１０には、タブ２０が配置される箇所に剪断応力分散領域１２０ｂが設けられている。

この剪断応力分散領域１１０ｂは、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならずに、且つ複数の電極部分が相対するように、裏面側フィンガー電極１２０に対して所定の角度を有して折り曲げられた折れ線状の電極で構成されている。すなわち、タブ２０が配置される箇所では、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０の位置ズレが生じた場合においても表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならず、そして、裏面のフィンガー電極１２０が相対する位置においては、表面のフィンガー電極１１０の剪断応力分散領域１１０ｂを構成する複数の電極部分が配置される。このように、タブ２０が配置される箇所では、電極形成位置に誤差が生じても必ず裏面電極１２のフィンガー電極１２０の相対する位置の表面側には、表面のフィンガー電極１１０に剪断応力分散領域１１０ｂを構成する複数の電極が存在する。

図７及び図９に示すように、この実施形態では、折れ線状の電極からなる剪断応力分散領域１１０ｂは、タブ２０の機械的誤差並びに表面側の光の入射を考慮した範囲に設定している。すなわち、タブ２０を接続した時に、剪断応力分散領域１１０ｂの電極部分がタブ２０から露出しないように形成される。剪断応力分散領域１１０ｂを構成する電極部分が光入射側に露出するとその分光の入射量が少なくなるので、剪断応力を分散する能力は若干劣るがタブ２０から剪断応力分散領域１１０ｂの電極部分が露出しないように形成されている。

このため、剪断応力分散領域１１０ｂは、ｂ＝ａ−２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成されている。例えば、タブ２０の幅ａが１．２ｍｍの場合、機械精度によるタブの貼り付け位置の誤差とバスバー電極の位置精度誤差ｘの合計が±０．２ｍｍとして、その機械精度を考慮して、０．８ｍｍの間隔（図中ｂ）に剪断応力分散領域１１０ｂが形成されている。

そして、裏面側のフィンガー電極１２０と直交する方向の長さｃは、電極形成位置に誤差が生じても必ず剪断応力分散領域１１０ｂの電極部分が相対するように、この実施形態ではフィンガー電極１１０の線幅の９倍程度の０．９ｍｍとしている。このように、剪断応力分散領域１１０ｂは、図７の１点鎖線で表示されている電極形成位置の誤差を考慮し、中心位置から図中右方向に斜めに延び０．４５ｍｍ右側に達した点から左方向に斜めに折れ曲がって右端から左端まで０．９ｍｍの位置まで延びる。そして、右端まで達すると左方向に折れ曲がるようにして折れ線状に、タブの貼り付け箇所に形成されている。

また、裏面のフィンガー電極１２０が存在しない領域に位置する表面のフィンガー電極１１０は、剪断応力分散領域１１０ｂは設けずに、この実施形態では、１００μｍの直線状の電極にしている。

この第２の実施形態においては、表面側フィンガー電極１１０のタブ２０が配置される箇所に折れ線状に電極を形成した剪断応力分散領域１１０ｂを設けているので、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の相対する位置の表面側には、剪断応力分散領域１１０ｂを構成する複数の電極が存在する。タブ接続の際に加わる圧力が剪断応力分散領域１１０ｂを構成する複数の電極で受け止められることになる。この結果、剪断応力が分散され、太陽電池１のクラック等を防ぐことができる。

この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池モジュールにつき図１０及び図１２を参照して説明する。図１０は、この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。図１２は、この発明の第３の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。

第１及び第２の実施形態は、剪断応力分散領域として折れ線状の電極で形成しているのに対し、この第３の実施形態では、剪断応力分散領域１２０ｂ_１として、フィンガー電極に所定の角度を有する電極片を複数個設けて構成している。この電極片はフィンガー電極と同じ線幅且つ厚さで、互いの電極片同士は接続されていない。

この第３の実施形態においても、図１０に示すように、表面電極１１のフィンガー電極１１０の本数より、裏面電極１２のフィンガー電極１２０の本数を多くしている。そして、少なくとも、表面のフィンガー電極１１０と相対する位置の裏面のフィンガー電極１２０には、タブ２０が配置される箇所に剪断応力分散領域１２０ｂ_１が設けられている。

この剪断応力分散領域１２０ｂ_１は、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならずに、且つ複数の電極片が相対するように、表面側フィンガー電極１１０に対して所定の角度を有して複数の電極片が互いに平行に設けられている。すなわち、タブ２０が配置される箇所では、表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０の位置ズレが生じた場合においても表面のフィンガー電極１１０と裏面のフィンガー電極１２０とが平行した配置にならず、そして、表面のフィンガー電極１１０が相対する位置においては、裏面のフィンガー電極１２０の剪断応力分散領域１２０ｂ_１を構成する複数の電極片が配置される。このように、タブ２０が配置される箇所では、電極形成位置に誤差が生じても必ず表面電極１１フィンガー電極１１０の相対する位置の表面側には、裏面のフィンガー電極１２０に剪断応力分散領域１２０ｂ_１を構成する複数の電極片が存在する。

図１０及び図１２に示すように、この実施形態では、剪断応力分散領域１２０ｂ_１の電極片が互いに接続されていないので、タブ２０の機械的誤差を考慮し、フィンガー電極１２０とタブ２０とが確実に接続される範囲に設定している。

このため、剪断応力分散領域１２０ｂ_１は、ｂ＝ａ−２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成されている。例えば、タブ２０の幅ａが１．２ｍｍの場合、機械精度によるタブの貼り付け位置の誤差とバスバー電極の位置精度誤差ｘの合計が±０．２ｍｍとして、その機械精度を考慮して、０．８ｍｍの間隔（図中ｂ）に剪断応力分散領域１２０ｂ_１が形成されている。

この第３の実施形態においては、裏面側フィンガー電極１２０のタブ２０が配置される箇所に折れ線状に電極を形成した剪断応力分散領域１２０ｂ１を設けているので、表面電極１１のフィンガー電極１１０の相対する位置の裏面側には、剪断応力分散領域１２０ｂ_１を構成する複数の電極片が存在する。タブ接続の際に加わる圧力が剪断応力分散領域１２０ｂ１を構成する複数の電極で受け止められることになる。この結果、剪断応力が分散され、太陽電池１のクラック等を防ぐことができる。

この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池モジュールにつき図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。図１２は、この発明の第４の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池の要部を示す平面図である。

第３の実施形態は、裏面側のフィンガー電極に所定の角度を有する電極片を有する剪断応力分散領域１２０ｂ_１を設けているのに対して、この第４の実施形態は、表面側のフィンガー電極１１０に、フィンガー電極に所定の角度を有する電極片を複数個設けた剪断応力分散領域１１０ｂ_１を形成したものである。その他の構成は、第３の実施形態と同様である。

この発明の第５の実施形態にかかる太陽電池モジュールにつき図１３を参照して説明する。図１３は、この発明の第５の実施形態にかかる太陽電池モジュールにおける太陽電池を示す平面図であり、（ａ）は受光面（表面）側、（ｂ）は裏面側から見たものである。

上記した実施形態においては、タブ２０が接着される箇所に剪断応力分散領域を設けているが、この第５の実施形態は、裏面側のフィンガー電極１２０_１を剪断応力分散領域と同じ形状に全て折れ線状にして形成している。そして、相対する表面側のフィンガー電極１１０との間に位置ズレが生じたとしても折れ線状の電極部分が相対するように構成している。その他の構成は、他の実施形態と同様である。

次に、上記した太陽電池１を用いて太陽電池モジュールを製造する方法につき説明する。太陽電池モジュールは、図１ないし図３に示すように、表面電極１１、裏面電極１２に配線部材としてのタブ２０が電気的に接続される。このタブ２０を表面電極１１、裏面電極１２に接続するために導電性接着フィルム５を用いる。まず、タブ２０を接着する位置に導電性接着フィルム５を圧着する。この圧着する導電性接着フィルム５は、接続するタブ２０の幅と同一若しくは少し幅の細いものが用いられる。例えば、タブ２０の幅が、０．５ｍｍ〜３ｍｍであれば、導電性接着フィルム５の幅もタブ２０の幅に対応して０．５ｍｍ〜３ｍｍにする。この実施形態においては、図１に示すように、幅１．２ｍｍの３本のタブ２０を用いている。このため、タブ２０が接着される位置にタブ２０の幅に対応した幅の３本の導電性接着フィルム５が太陽電池１のバスバー電極１１１、１２１上に貼り着けられている。

タブ２０は、銅薄板２０ａで構成され、このタブの表面には、錫や半田などのコーティングを施すと良い。この実施形態では、錫をメッキしたコーティング層２０ｂを設けている。このコーティング層２０ｂは、軟導体層を構成する。このコーティング層は、錫を用いると説明したが、フィンガー電極１１０、１２０より軟らかい導電材料であって，且つ導電性接着フィルム５の接着層が硬化する温度で軟化する材料が望ましい。融点を引き下げた共晶半田を含めて、軟らかい導電性金属を使用することができる。

導電性接着フィルム５にタブ２０を押圧し、押圧しながら加熱処理を施して導電性接着フィルム５の接着層を熱硬化してタブ２０を表面電極１１、裏面電極１２に接続する。

樹脂接着フィルム５として、例えば、導電性接着フィルムが用いられる。導電性接着フィルム５としては、樹脂接着成分とその中に分散した導電性粒子とを少なくとも含んで構成されている。この内部に導電性粒子が分散された樹脂接着成分がポリイミドなどからなる基材フィルム上に設けられている。樹脂接着成分は熱硬化性樹脂を含有する組成物からなり、例えば、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ウレタン樹脂等を用いることができる。これらの熱硬化性樹脂は、１種を単独で用いるか２種以上を組み合わせて用いられ、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂及びアクリル樹脂からなる群より選ばれる１種以上の熱硬化性樹脂が好ましい。

導電性粒子としては、例えば、金粒子、銀粒子、銅粒子及びニッケル粒子などの金属粒子、或いは、金メッキ粒子、銅メッキ粒子及びニッケルメッキ粒子などの導電性又は絶縁性の核粒子の表面を金属層などの導電層で被覆してなる導電性粒子が用いられる。

複数の太陽電池１の各々を互いに隣接する他の太陽電池１とタブ２０によって電気的に接続するには、タブ２０の一方端側が所定の太陽電池１の上面側の表面電極１１に接続されるとともに、他方端側がその所定の太陽電池１に隣接する別の太陽電池の下面側の裏面電極１２に接続するように、太陽電池１の表裏に貼り着けた導電性接着フィルム５にそれぞれタブ２０を置く。

図１５に示すように、そして、例えば、ホットプレート上に載せられた太陽電池１を例えば、３ＭＰａ程度の圧力でヒータブロックを用いて押圧し、タブ２０を太陽電池１側にそれぞれ押し付ける。尚、図１５においては、導電性接着フィルムは、図示を省略している。そして、ヒータブロック、ホットプレートの温度を樹脂接着成分が熱硬化する温度での高温加熱、例えば、１２０℃以上２００℃以下の温度に加熱してタブ２０を圧着固定させ、タブ２０を固定して太陽電池１を電気的に接続して配列する。

なお、上記した実施形態では、樹脂フィルムとして導電性樹脂フィルムを用いているが、樹脂フィルムとしては導電性粒子を含まないものも用いることができる。導電性粒子を含まない樹脂接着剤を用いる場合には、裏面電極１１、１２の表面の一部をタブ２０の表面に直接接触させることによって、電気的な接続を行う。この場合、タブ２０として銅箔版等の導電体の表面に、錫（Ｓｎ）や半田等の集電極１１、１２より柔らかい導電膜を形成したものを用い、表面電極１１、裏面電極１２の一部を導電膜中にめり込ませるようにして接続することが好ましい。

このようにして、タブ２０により複数の太陽電池１を接続したものを、ガラスからなる表面部材４１と耐侯性フィルム又はガラス、プラスチックのような部材からなる裏面部材４２との間に、ＥＶＡ等の透光性を有する封止材４３で挟んで重ね合わせる。そして、ラミネート装置により、太陽電池１を表面部材４１と裏面部材４２との間に封止材シート４３により封止することにより、図６に示す太陽電池モジュールが得られる。

上記太陽電池モジュールは、必要に応じて外周にシール材を用いてアルミニウムなどからなる外枠に嵌め込まれる。この外枠は、アルミニウム、ステンレス又は鋼板ロールフォーミング材等で形成されている。必要に応じて端子ボックス（図示せず）が、例えば裏面部材４２の表面に設けられる。

図３（ａ）には、太陽電池のＡ−Ａ‘線断面における要部が拡大して示されており、図１５には、タブの接続を行う工程の概略図を示している。

上記したこの発明の実施形態の太陽電池モジュールは、太陽電池１の表裏のフィンガー電極１１０、１２０が相対する箇所には、剪断応力分散領域１２０ｂが配置されている。このため、機械的誤差が生じても表面側のフィンガー電極１１０の相対する位置には、裏面側の剪断応力分散領域１２０ｂが位置することになる。この結果、圧着時にかかる圧力は表裏のフィンガー電極１１０と剪断応力分散領域１２０ｂ部分で受けることができ、圧力は表裏で相殺され、剪断応力を緩和することができる。これにより、圧着時の太陽電池１のクラック等の発生により太陽電池モジュールの不具合を解消できる。

尚、上記した実施形態においては、バスバー電極を表面電極１１及び裏面電極１２にそれぞれ設けているが、バスバー電極を設けていない太陽電池においてもこの発明は適用できる。また、バスバー電極を備えることにより、配線部材との接着性が高めることができるので、バスバー電極は備える方が好ましい。

また、上記した実施形態においては、太陽電池１上に３本のタブ２０を用いて接続する例について説明したが、タブ２０は３本に限らず、２本以上のタブ２０を用いる場合にもこの発明を適用することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 太陽電池
１１０ フィンガー電極
１１０ 剪断応力分散領域
１２０ フィンガー電極
１２０ｂ 剪断応力分散領域
２０ タブ

Claims (4)

1. 表面側保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側保護部材と前記裏面側保護部材との間に配線部材によって互いに接続された複数の太陽電池とを備える太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池は、受光面に配設され、前記配線部材と接続される複数の表面側フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線部材と接続される複数の裏面側フィンガー電極とを有し、
   前記表面側フィンガー電極が存在する位置の裏面側のフィンガー電極の相対する位置に、少なくとも配線部材が接続される部分に表面側フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
2. 剪断応力分散領域は、フィンガー電極と沿った長さをｂ、タブの幅をａ、機械的精度によるタブの貼り付け位置の誤差をｘとすると、ｂ＝ａ＋２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュール。
3. 表面側保護部材と、裏面側保護部材と、前記表面側保護部材と前記裏面側保護部材との間に配線部材によって互いに接続された複数の太陽電池とを備える太陽電池モジュールにおいて、
   前記太陽電池は、受光面に配設され、前記配線部材と接続される複数の表面側フィンガー電極と、裏面に配設され、前記配線部材と接続される複数の裏面側フィンガー電極とを有し、
   前記裏面側フィンガー電極が存在する位置の表面側のフィンガー電極の相対する位置に、少なくとも配線部材が接続される部分に裏面側フィンガー電極に対して所定の角度を有する電極部分を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。
4. 剪断応力分散領域は、フィンガー電極と沿った長さをｂ、タブの幅をａ、機械的精度によるタブの貼り付け位置の誤差をｘとすると、ｂ＝ａ−２×｜ｘ｜の関係を満足するようにして折れ線状の電極で形成されてい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。

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