專利名稱：太陽(yáng)能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間設(shè)置多個(gè)太陽(yáng)能電池單元，通過 接片(tab)將太陽(yáng)能電池單元的連接用電極彼此相互電連接而成的太陽(yáng)能電池模塊。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在HIT太陽(yáng)能電池模塊中，如圖1所示，多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的母 線(bus bar)電極20相互之間通過由銅箔等導(dǎo)電材料構(gòu)成的接片40電連接。多個(gè)太陽(yáng)能 電池單元在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保護(hù)部件、和由聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 (PET :PolyEthylene Terephtalate)等的薄膜構(gòu)成的背面保護(hù)部件之間，通過EVA等具有 透光性的密封材料密封。太陽(yáng)能電池單元通過利用導(dǎo)電性膏，在光電變換部10表面上形成母線電極20和 指形電極30而被制作。而且，一般在母線電極20上利用焊錫接合接片40，由此串連連接太 陽(yáng)能電池單元(例如參照專利文獻(xiàn)1)。利用圖2說明該焊接的情況。圖2是圖1中的A-A截面圖。接片40由銅箔等金屬制的材料構(gòu)成，在其周圍預(yù)先涂敷有鍍焊錫90。在由銀膏構(gòu) 成的母線電極20上焊接接片40的情況下，在母線電極20的表面或接片40的太陽(yáng)能電池 單元側(cè)表面上涂敷熔劑(flux)，之后，將接片40配置在母線電極20的表面上，進(jìn)行加熱。 這時(shí)，通過熔劑除去母線電極20表面的氧化層，同時(shí)利用使接片40的焊錫部分和銀膏合金 化后的合金層50進(jìn)行焊接，由此，將接片40固定在母線電極20上。專利文獻(xiàn)1 日本特開2005-217148號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，在作為可靠性試驗(yàn)的一種的溫度循環(huán)試驗(yàn)(JIS C8917)中，存在輸出降低的問題。作為輸出降低的原因，導(dǎo)電性膏(母線電極)的破壞，導(dǎo) 電性膏與光電變換部的界面的剝離，和導(dǎo)電性膏與合金層的界面的剝離這些導(dǎo)電性膏部的 破壞導(dǎo)致接觸電阻的增加。作為引起該現(xiàn)象的理由，考慮如下所述的主要原因。在圖2所示在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的太 陽(yáng)能電池模塊中，接片的熱膨脹系數(shù)為約1.7X10_5/°C (Cu)，光電變換部的熱膨脹系數(shù)約 為3.6X10_6/°C (Si)。即，這些熱膨脹系數(shù)存在大約5倍的差。因此，在被施加溫度循環(huán) 的情況下，存在于它們中間的導(dǎo)電性膏被施加應(yīng)力。進(jìn)一步，由于繼續(xù)進(jìn)行溫度循環(huán)，使得 在導(dǎo)電性膏部積蓄損傷。認(rèn)為，其結(jié)果是，由于導(dǎo)電性膏部被破壞而導(dǎo)致接觸電阻的增加。 這種導(dǎo)電性膏的應(yīng)力導(dǎo)致的破壞，認(rèn)為是由于使導(dǎo)電性膏中包含的金屬粒子的比例大而引 起的。具體而言，當(dāng)為了盡量減小導(dǎo)電性膏的電阻而增大金屬粒子的比例時(shí)，金屬粒子相互
3之間的接合力、導(dǎo)電性膏與合金部的接合力、以及導(dǎo)電性膏與光電變換部的接合力變?nèi)?。認(rèn) 為，這樣的問題，并不限于HIT結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊，在光電變換部的基礎(chǔ)材料的熱膨脹 系數(shù)和接片的芯材的熱膨脹系數(shù)的差較大的情況下也發(fā)生。于是，本發(fā)明鑒于上述問題，其目的是提供能夠抑制模塊輸出的降低，且可靠性得 到提高的太陽(yáng)能電池模塊。本發(fā)明是一種太陽(yáng)能電池模塊，其在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間配置有多 個(gè)太陽(yáng)能電池單元，太陽(yáng)能電池單元的連接用電極彼此通過接片相互電連接，該太陽(yáng)能電 池模塊的特征在于在連接用電極與接片之間，設(shè)置有由包含多個(gè)導(dǎo)電粒子的樹脂構(gòu)成的 粘結(jié)層，連接用電極與接片通過導(dǎo)電粒子電連接，樹脂還覆蓋連接用電極的側(cè)面，粘結(jié)接片 和太陽(yáng)能電池單元的表面。利用本發(fā)明的特征的太陽(yáng)能電池模塊，因?yàn)橥ㄟ^柔軟性高的樹脂粘結(jié)連接用電極 和接片，還粘結(jié)太陽(yáng)能電池單元和接片，所以能夠抑制模塊輸出的降低，提高可靠性。另外，在本發(fā)明的特征的太陽(yáng)能電池模塊中，連接用電極為母線電極，粘結(jié)層也可 以配置在連接部分與接片之間，其中，指形電極與母線電極連接，該連接部分為指形電極的 與該母線電極的連接部分。利用此太陽(yáng)能電池模塊，能夠粘結(jié)指形電極和接片，能夠進(jìn)一步提高粘結(jié)力。另外，在上述的太陽(yáng)能電池模塊中，指形電極和接片也可以通過導(dǎo)電粒子電連接。利用此太陽(yáng)能電池模塊，即使在母線電極和指形電極的連接斷開的情況下，也能 夠電連接指形電極和接片。另外，在本發(fā)明的特征的太陽(yáng)能電池模塊中，導(dǎo)電粒子以體積率3 20%的比例 包含在配置于連接用電極的側(cè)面的樹脂中。利用該太陽(yáng)能電池模塊，能夠在側(cè)面的區(qū)域中緩和內(nèi)部應(yīng)力。另外，在本發(fā)明的特征的太陽(yáng)能電池模塊中，連接用電極的表面具有凹凸形狀，凸 形狀的部分也可以與接片相接。利用該太陽(yáng)能電池模塊，因?yàn)檫B接用電極的一部分與接片連接，所以能夠使連接 用電極和接片的電連接良好。另外，在本發(fā)明的特征的太陽(yáng)能電池模塊中，粘結(jié)層中包含的樹脂也可以是與在 連接用電極中使用的樹脂材料同種類的樹脂。利用該太陽(yáng)能電池模塊，連接用電極和粘結(jié)層的粘結(jié)相適性變好，能夠進(jìn)一步強(qiáng) 化粘結(jié)力。根據(jù)本發(fā)明，能夠提供能夠抑制模塊輸出的降低，可靠性得到提高的太陽(yáng)能電池 模塊。


圖1是現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池單元的截面圖。圖2是現(xiàn)有的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖。圖3是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的截面圖。圖4是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖。圖5是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖(其一)。
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圖6是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖(其二)。
圖7是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖(其三)。
圖8是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖(其四)。
圖9是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖(其五)。
圖10是表示實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的截面圖(其一)。
圖11是表示實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的截面圖(其二)。
圖12是表示實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的截面圖(其三)。
圖13是表示實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的截面圖(其四)。
圖14是表示比較例1的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖。
圖15是表示比較例1的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的截面圖D
圖16是表示實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖。
圖17是溫度循環(huán)試驗(yàn)后的比較例1和2的太陽(yáng)能電池單元的放大截面圖。
圖18是溫度循環(huán)試驗(yàn)后的比較例1和2的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖。
圖19是表示在實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池單元中使導(dǎo)電粒子的種類和密度變化時(shí)的試驗(yàn)結(jié)果的圖表。
具體實(shí)施例方式接著，使用

本發(fā)明的實(shí)施方式。在以下的附圖的記載中，對(duì)于相同或者相 似的部分標(biāo)注相同或相似的符號(hào)。其中，應(yīng)該注意，附圖是示意性的圖，各尺寸的比率等與 實(shí)物不同。因此，具體的尺寸等應(yīng)該參照以下的說明進(jìn)行判斷。另外，在附圖相互之間當(dāng)然 也包括相互的尺寸的關(guān)系、比率不同的部分。(太陽(yáng)能電池模塊)作為本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元，以具有HIT結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池單元為例進(jìn)行 以下說明。圖3是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元的截面圖，圖4是本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電 池單元的俯視圖。如圖3所示，本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元在η型單晶硅基板IOd的上表面?zhèn)龋?著i型非晶硅層IOc形成有ρ型非晶硅層10b。并且，在ρ型非晶硅層IOb上形成有ITO膜 IOa0另一方面，在η型單晶硅基板IOd的下表面?zhèn)?，隔著i型非晶硅層IOe形成有η型非 晶硅層IOf。并且，在η型非晶硅層IOf上形成有ITO膜10g。如圖3和圖4所示，在ITO 膜10a、10g上，形成有由母線電極20和指形電極30構(gòu)成的集電極。集電極利用將環(huán)氧樹 脂作為粘結(jié)劑，并將銀粒子作為填充物的熱固化型導(dǎo)電性膏形成。這樣，太陽(yáng)能電池單元包 括光電變換部10 ；和在光電變換部10上形成的由母線電極20和指形電極30構(gòu)成的集電 極。另外，在本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊中，多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的母線電極20彼 此通過由銅箔等導(dǎo)電材料構(gòu)成的接片(tab)電連接。相互電連接的多個(gè)太陽(yáng)能電池單元， 在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保護(hù)部件和由PET等薄膜構(gòu)成的背面保護(hù)部件之 間，通過EVA等具有透光性的密封部件(密封材料)被密封。接著，針對(duì)本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊中的母線電極20和接片40的粘結(jié)進(jìn)行 詳細(xì)的說明。
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如圖5所示，本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊在母線電極20和接片40之間，設(shè)置有 由包含多個(gè)導(dǎo)電粒子70的樹脂60構(gòu)成的粘結(jié)層。母線電極20和接片40通過導(dǎo)電粒子70 電連接。另外，樹脂60還覆蓋母線電極20的側(cè)面，粘結(jié)接片40和光電變換部10的表面。 其中，接片40由銅箔等金屬制的材料構(gòu)成，在其周圍被實(shí)施鍍錫。樹脂60例如是環(huán)氧類的熱固化型樹脂。導(dǎo)電粒子70例如為鎳。圖5中，在母線 電極20和接片40之間夾著一列鎳粒子。母線電極20和接片40通過一列鎳粒子電連接。 而且，在圖5中，一列鎳粒子雖然將母線電極20和接片40電連接，但也可以通過多列的鎳 粒子相互之間連接，而使得母線電極20和接片40被電連接。另外，作為導(dǎo)電粒子70，能夠應(yīng)用具有電傳導(dǎo)性的選自銅、銀、鋁、鎳、錫、金等中的 至少一種金屬粒子或它們的合金粒子、混合金屬粒子等。另外，也可以是在選自氧化鋁、二 氧化硅、氧化鈦、玻璃等中的至少一種無(wú)機(jī)氧化物上實(shí)施金屬涂敷而形成的物質(zhì)，也可以是 在選自環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂、硅樹脂等中的 至少一種或它們的共聚物、混合體等上實(shí)施金屬涂敷而形成的物質(zhì)。進(jìn)一步，作為導(dǎo)電粒子 70的形狀，通過混合片狀粒子和球狀的粒子，或者混合尺寸不同的粒子，或者在表面上設(shè)置 凹凸形狀，還能夠提高導(dǎo)電性。另外，作為覆蓋母線電極20的周圍的樹脂60，從緩和接片40的溫度循環(huán)中的伸縮 所引起的應(yīng)力的目的出發(fā)，優(yōu)選柔軟性比接片40中使用的材料更高的材料。另外，考慮同 時(shí)進(jìn)行接片40的粘結(jié)的情況，作為樹脂60，優(yōu)選使用熱固化型的樹脂材料。另外，為了維持 可靠性，樹脂60要求具有良好的耐濕性、耐熱性。作為滿足這些要求的樹脂，例如能夠使用 選自環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、酚醛樹脂、氨基甲酸乙酯樹脂、硅樹脂等中的一 種或這些樹脂的混合、共聚物等。進(jìn)一步，考慮與母線電極20的粘結(jié)相適性，樹脂60優(yōu)選與在母線電極20中使用 的樹脂材料為同種的樹脂。另外，從能夠在低溫且短時(shí)間內(nèi)固化的觀點(diǎn)出發(fā)，在制造上優(yōu)選 使用環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。并且，這些樹脂60也可以為薄膜狀，通過加熱能夠熔敷結(jié)合 的樹脂。另外，考慮電傳導(dǎo)性，樹脂60和導(dǎo)電粒子70的比例優(yōu)選導(dǎo)電粒子70為樹脂60的 70重量％以上。另外，如圖6所示，導(dǎo)電粒子70在配置于母線電極20的側(cè)面的樹脂中(圖 6中的X部分)，優(yōu)選以體積率3 20%的比例含有。該體積率能夠通過截面SEM觀察，并 通過觀察到的樹脂中的導(dǎo)電粒子70的面積率進(jìn)行測(cè)定。另外，在本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元中，如圖7所示，粘結(jié)層也可以配置在連接 部分和接片40之間，其中，指形電極30與母線電極20連接，該連接部分為指形電極30的 與該母線電極20的連接部分。進(jìn)一步，如圖8所示，指形電極30和接片40也可以通過導(dǎo) 電粒子70電連接。另外，如圖9所示，本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池單元也可以是，母線電極20的表面具 有凹凸形狀，凸形狀的部分與接片40連接。(作用和效果)利用本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊，因?yàn)橥ㄟ^柔軟性高的樹脂60粘結(jié)母線電極 20和接片40，并且，還通過樹脂60粘結(jié)光電變換部10和接片40，所以通過樹脂60能夠緩 和由于接片40和光電變換部10的線膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，能夠抑制導(dǎo)電性膏(母線電極)的破壞、導(dǎo)電性膏與光電變換部的界面的剝離、和導(dǎo)電性膏與合金層的界 面的剝離。因此，能夠防止由導(dǎo)電性膏部的破壞而導(dǎo)致的接觸電阻的增加，能夠抑制模塊輸 出的降低。其結(jié)果是，能夠提高太陽(yáng)能電池模塊的可靠性。另外，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于母線電極20延伸的方向與指形電極30延伸的方向正 交，在它們的交點(diǎn)也會(huì)施加應(yīng)力。因此，由于該交點(diǎn)部分被破壞，而發(fā)生母線電極20和指形 電極30的接觸不良，引起模塊輸出的降低。在本實(shí)施方式中，粘結(jié)層被配置在連接部分和 接片40之間，其中，指形電極30與母線電極20連接，該連接部分為指形電極30的與該母 線電極20的連接部分。因此，能夠粘結(jié)指形電極30和接片40，能夠進(jìn)一步提高粘結(jié)力。另外，指形電極30和接片40通過導(dǎo)電粒子70電連接。因此，即使在母線電極20 和指形電極30的連接被切斷的情況下，也能夠從指形電極30向接片40電連接。另外，在配置于母線電極20的側(cè)壁的樹脂區(qū)域中，存在當(dāng)樹脂硬化時(shí)由于收縮而 殘留的內(nèi)部應(yīng)力，所以容易成為接片40和樹脂60的界面的剝離的主要原因。在本實(shí)施方 式中，導(dǎo)電粒子70在配置于母線電極20的側(cè)面的樹脂中以體積率3 20%的比例含有。 因此，在側(cè)面的區(qū)域中，能夠緩和樹脂中的內(nèi)部應(yīng)力。即，導(dǎo)電粒子70，通過切斷樹脂60相 互的分子的結(jié)合，抑制樹脂的硬化導(dǎo)致的收縮。其結(jié)果是能夠減小樹脂內(nèi)殘留的應(yīng)力。另外，在本實(shí)施方式中，母線電極20的表面具有凹凸形狀，凸形狀的部分也可以 連接在接片40。這樣，母線電極20的一部分與接片40連接，因而能夠使母線電極20與接 片40的電連接良好。另外，在配置于母線電極20和接片40之間的粘結(jié)層中包含的樹脂，優(yōu)選與母線電 極20中所使用的樹脂材料為同種的樹脂。通過構(gòu)成為這樣的樹脂結(jié)構(gòu)，母線電極20和粘 結(jié)層的粘結(jié)相互性變好，能夠進(jìn)一步強(qiáng)化粘結(jié)力。(太陽(yáng)能電池模塊的制造方法)接著，對(duì)本實(shí)施方式的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法進(jìn)行說明。首先，光電變換部10的制造方法，由于與現(xiàn)有技術(shù)相同，所以在此省略說明。接 著，如圖3所示，在光電變換部10上，利用環(huán)氧類熱固化型銀膏形成母線電極20和指形電 極30。具體而言，在光電變換部10的受光面?zhèn)?，將銀膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷之后，在150°C下加 熱5分鐘而使銀膏虛固化。接著，在光電變換部10的背面?zhèn)?，?duì)銀膏進(jìn)行絲網(wǎng)印刷之后，在 150°C下加熱5分鐘而使銀膏虛固化。之后，在200°C下加熱1小時(shí)使銀膏完全固化。由此， 形成太陽(yáng)能電池單元。接著，如圖5所示，使用分配器將含有大約5體積％鎳粒子的環(huán)氧樹脂以大約 30 μ m的厚度涂覆在母線電極20上，并各以100 μ m覆蓋母線電極20的側(cè)面地涂敷該環(huán)氧 樹脂。關(guān)于多個(gè)太陽(yáng)能電池單元，在受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊膬擅嫔贤糠髽渲?，在被?別涂敷的樹脂上配置接片40。朝向太陽(yáng)能電池單元以約2MPa對(duì)受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊慕悠?40進(jìn)行加壓，同時(shí)在200°C下加熱1小時(shí)，由此形成串(string)。接著，電連接多根串。接著，按順序依次疊層玻璃、密封片、多根串、密封片、背面 片，形成層疊體。接著，將這樣的疊層體在真空氣氛下以150°C加熱壓接10分鐘，進(jìn)行臨時(shí) 壓接。之后，在150°C下加熱1小時(shí)，使密封部件完全固化。之后，安裝端子盒、金屬框，構(gòu)成 太陽(yáng)能電池模塊。
而且，在上述內(nèi)容中，雖然將環(huán)氧樹脂涂敷在母線電極20上，然后在其上配置接 片40，但是也可以將包含金屬粒子的樹脂膜配置在母線電極20上，然后在其上配置接片 40，由此形成串。(其它實(shí)施方式)本發(fā)明通過上述的實(shí)施方式已得到說明，但應(yīng)該知道，構(gòu)成該公開的一部分的論 述和附圖不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限定的內(nèi)容。很明顯，根據(jù)該公開，本行業(yè)的技術(shù)人員能夠知道 各種各樣的替代實(shí)施方式、實(shí)施例和應(yīng)用技術(shù)。例如，本發(fā)明為了解決因光電變換部10的基礎(chǔ)材料與連接多個(gè)太陽(yáng)能電池單元 的接片40的芯材的膨脹系數(shù)的不同而引起的問題，當(dāng)然不局限于上述實(shí)施方式所記載的 結(jié)構(gòu)。例如，在以下的情況下也能夠應(yīng)用本發(fā)明。具體而言，作為光電變換部10的基板，使 用單晶Si、多晶Si等Si基板，或不銹鋼基板、玻璃基板這樣的線膨脹系數(shù)較小的材料。在 該基板上，通過熱擴(kuò)散、等離子體CVD法等方法，形成各種光電變換層。在光電變換部上，利 用導(dǎo)電性膏形成電力取出機(jī)構(gòu)。在導(dǎo)電性膏上，粘結(jié)有將銅、銀、鋁、鎳、錫、金或它們的合 金這樣的線膨脹系數(shù)比較大的材料作為芯材的引線。在具有這樣的結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池單元 中，也能夠應(yīng)用本發(fā)明。這樣，本發(fā)明當(dāng)然也包括在此沒有記述的各種各樣的實(shí)施方式等。因此，本發(fā)明的 技術(shù)范圍僅由基于上述說明的適當(dāng)?shù)臋?quán)利要求的范圍的發(fā)明特征確定。實(shí)施例以下，列舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的薄膜類太陽(yáng)能電池模塊進(jìn)行具體的說明，但是本發(fā) 明并不限定于以下的實(shí)施例所示的內(nèi)容，在不變更其主旨的范圍內(nèi)，能夠適當(dāng)變更并加以 實(shí)施。(實(shí)施例1)作為本發(fā)明的實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池單元，以下述方式制作圖3、圖4和圖6所示 的太陽(yáng)能電池單元。在以下的制作方法中，將工序分為工序1 4進(jìn)行說明?！垂ば?>形成光電變換部首先，如圖3所示，準(zhǔn)備通過洗凈而除去雜質(zhì)后的具有大約1 Ω -cm的電阻率和大 約300 μ m的厚度的η型單晶硅基板10d。接著，使用RF等離子體CVD法，在η型單晶硅基 板IOd的上表面上依次形成具有大約5nm的厚度的i型非晶硅層10c、和具有大約5nm的 厚度的P型非晶硅層10b。其中，利用RF等離子體CVD法形成i型非晶硅層IOc和ρ型非 晶硅層IOb的具體形成條件是，頻率大約13. 65MHz ；形成溫度大約100 250°C;反應(yīng)壓 力大約26. 6 80. OPa ；RF功率大約10 100W。接著，在η型單晶硅基板IOd的下表面上，依次形成具有大約5nm的厚度的i型非 晶硅層IOe，和具有大約5nm的厚度的η型非晶硅層IOf。其中，該i型非晶硅層IOe和η型 非晶硅層IOf，分布通過與上述的i型非晶硅層IOc和ρ型非晶硅層IOb相同的工藝形成。接著，使用磁控管濺射法，在ρ型非晶硅層IOb和η型非晶硅層IOf的各自上，分 別形成具有大約IOOnm的厚度的ITO膜10a、10g。該ITO膜10a、10g的具體的形成條件為， 形成溫度大約50 250°C ；Ar氣體流量大約200sCCm ；O2氣體流量大約50sCCm ；功率 大約0. 5 3kW ；磁場(chǎng)強(qiáng)度大約500 3000Gauss?！垂ば?>形成集電極
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使用絲網(wǎng)印刷法，將環(huán)氧類熱固化型的銀膏轉(zhuǎn)印到受光面?zhèn)鹊耐该鲗?dǎo)電膜的規(guī)定 區(qū)域上，之后，通過在150°C下加熱5分鐘使其虛固化，通過在20(TC下加熱1小時(shí)，使其完 全固化。由此，如圖4所示，在透明導(dǎo)電膜的上表面上形成由相距規(guī)定的間隔以相互平行地 延伸的方式形成的多個(gè)指形電極30、和用于集合通過指形電極30收集的電流的母線電極 20構(gòu)成的集電極。在此，母線電極20的寬度大約為1.0mm，高度大約為50 μ m?！垂ば?>形成串首先，在母線電極20上，通過分配器涂敷環(huán)氧類熱固化型的鎳膏。具體而言，如圖 10所示，在母線電極20上涂敷鎳膏使其厚度大約為30 μ m。這時(shí)，在母線電極20的側(cè)面外 側(cè)涂敷鎳膏，使其各以大約100 μ m覆蓋該母線電極20的側(cè)面。另外，如圖11所示，以同時(shí) 覆蓋指形電極30的根部的方式進(jìn)行涂敷。其中，鎳膏中的鎳粒子的含有量為約體積率5%。在受光面?zhèn)?、背面?zhèn)葍煞酵糠箧嚫嘀?，在母線電極20上配置作為接片40的寬 度大約為1.5mm的鍍錫銅箔。然后，如圖12所示，以連接多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的方式進(jìn)行 排列。利用加熱部80，針對(duì)每一個(gè)太陽(yáng)能電池單元從上下夾住，施加2MPa的壓力，同時(shí)在 200°C下加熱1小時(shí)。由此，鎳膏被固化形成串。通過這樣在施加壓力的同時(shí)進(jìn)行固化，因 為能夠?qū)㈡嚵Ｗ訆A在鍍錫銅箔和母線電極20之間，所以能夠得到良好的電傳導(dǎo)性。另外， 按壓拉伸鎳膏，使其擴(kuò)展為與接片40具有大致相同的寬度。另外，如圖13所示，指形電極 30的根部遍及大約200 μ m地被厚度約20 μ m的鎳膏覆蓋。<工序4>模塊化在由玻璃基板構(gòu)成的表面保護(hù)部件上，裝上由EVA片構(gòu)成的密封部件之后，配置 通過接片連接的多個(gè)太陽(yáng)能電池單元。然后，在其上，進(jìn)一步裝上由EVA片構(gòu)成的密封部件 之后，配置具有PET/鋁箔/PET的三層結(jié)構(gòu)的背面保護(hù)部件。將它們?cè)谡婵諝夥罩性?50°C 下加熱壓接10分鐘進(jìn)行虛壓接。之后，在150°C下加熱1小時(shí)，使密封部件完全固化。在其 上安裝端子盒、金屬框，制作成實(shí)施例1的太陽(yáng)能電池模塊。(比較例1)作為比較例1的太陽(yáng)能電池單元，以下述方式制作圖14所示的太陽(yáng)能電池單元。<工序1>以與實(shí)施例1相同的方法形成?！垂ば?>通過使用與實(shí)施例1相同的方法，以使得母線電極20的寬度為大約 1.5mm的方式形成。<工序3>在比較例1中，以使得粘結(jié)層不從母線電極20突出的方式形成。首先，在母線電極20上，利用分配器涂敷環(huán)氧類熱固化型的捏膏。具體而言，如圖 15所示，在母線電極20上，以寬度約1. 2mm，厚度約30 μ m的方式進(jìn)行涂敷。其中，鎳膏中 的鎳粒子的含有量約為體積率5%。在受光面?zhèn)?、背面?zhèn)入p方涂敷鎳膏之后，在母線電極20上配置作為接片40的寬度 約1. 5mm的鍍錫銅箔。然后，如圖12所示，以連接多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的方式進(jìn)行排列，利 用加熱部80，針對(duì)每一個(gè)太陽(yáng)能電池單元從上下夾住，施加2MPa的壓力，同時(shí)在約200°C下 加熱1小時(shí)。由此，使鎳膏固化，形成串。通過這樣在施加壓力的同時(shí)進(jìn)行固化，因?yàn)槟軌?在鍍錫銅箔和母線電極20之間夾住鎳離子，所以能夠得到良好的電傳導(dǎo)性。另外，按壓拉 伸鎳膏使其擴(kuò)展為具有與接片40大致相同的寬度。<工序4>以與實(shí)施例1相同的方法形成。
(比較例2)作為比較例2的太陽(yáng)能電池單元，以下述方式制作利用現(xiàn)有技術(shù)的焊接進(jìn)行粘結(jié) 的太陽(yáng)能電池單元。<工序1>以與實(shí)施例1相同的方法形成。<工序2>通過使用與實(shí)施例1同樣的方法，以母線電極20的寬度為大約1. 5mm的 方式形成。<工序3>在母線電極20上，配置作為接片40的寬度約1. 5mm的Sn-Ag-Cu鍍焊錫 銅箔。接著，如圖12所示，以連接多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的方式排列。然后，通過焊接連接母 線電極20和接片40，形成串。<工序4>使用與實(shí)施例1相同的方法形成。(評(píng)價(jià)方法)針對(duì)實(shí)施例1和比較例1、2的太陽(yáng)能電池模塊，分別進(jìn)行了溫度循環(huán)試驗(yàn)(JIS C8917)。對(duì)試驗(yàn)前后的太陽(yáng)能電池模塊的輸出進(jìn)行比較，進(jìn)行接片連接部的截面觀察、和基 于電致發(fā)光法的發(fā)光比較。在JIS標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定了 200個(gè)循環(huán)后的輸出變化率，此次為了評(píng) 價(jià)更長(zhǎng)期的耐久性，進(jìn)行了 400個(gè)循環(huán)的試驗(yàn)。太陽(yáng)能電池模塊的輸出在AMI. 5U00mff/cm2 的光照射下進(jìn)行測(cè)定。截面觀察是在圖16所示的箭頭的面處切出截面，進(jìn)行了 SEM觀察。對(duì)每一個(gè)樣本 進(jìn)行10處觀察。Characterization of Polycrystalline Silicon SolarCells by Electroluminescence (PVSEC-15, Shanghai, China :0ct. 2005。)進(jìn)行。具體而言，向太 陽(yáng)能電池模塊注入大約2A的電流，利用CCD照相機(jī)觀察這時(shí)的紅外發(fā)光。利用該方法時(shí)， 在因電流的電阻大而使得電流難以流通的區(qū)域、少數(shù)載流子的擴(kuò)散長(zhǎng)度短的區(qū)域中，由于 發(fā)光變?nèi)醵@示為暗的部分。(試驗(yàn)結(jié)果)表1中表示基于溫度循環(huán)試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率。(表1)
實(shí)施例1比較例1比較例2標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率0. 400. 901. 00母線截面SEM像〇XXEL發(fā)光〇XX輸出的降低率通過(1-試驗(yàn)后輸出/試驗(yàn)前輸出)X 100 )的計(jì)算式計(jì)算出，以 比較例2中的輸出降低率為1. 00進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。如表1所示，可知實(shí)施例1的標(biāo)準(zhǔn)化輸出降 低率相比于比較例1和2較小。另外，觀察截面SEM的結(jié)果是，在溫度循環(huán)試驗(yàn)前的樣本中，并沒有發(fā)現(xiàn)異常，但 是在溫度循環(huán)試驗(yàn)后的樣本中，在比較例1和2中觀察到圖17所示那樣的裂縫(裂痕)。
10另一方面，在實(shí)施例1中，沒有觀察到裂縫。在表1中，沒有觀察到裂縫的樣本以〇符號(hào)表 示，觀察到裂縫的樣本以X符號(hào)表示。另外，觀察基于電致發(fā)光法的發(fā)光的結(jié)果是，在溫度循環(huán)試驗(yàn)前的樣本中，沒有發(fā) 現(xiàn)異常，在溫度循環(huán)試驗(yàn)后的樣本中，在比較例1和2中，觀察到圖18所示那樣的暗部。另 一方面，在實(shí)施例1中，即使在溫度循環(huán)試驗(yàn)后也沒有觀察到這樣的暗部。在表1中，沒有 觀察到暗部的樣本以〇表示，觀察到暗部的樣本以X表示。(考察)在比較例1和2中，在溫度循環(huán)試驗(yàn)之后觀察到母線電極20內(nèi)的裂縫。另外，在 比較例1和2中，在溫度循環(huán)試驗(yàn)后的基于電致發(fā)光法的發(fā)光試驗(yàn)中看到暗部。認(rèn)為，沿著 圖18的A部所示的指形電極30看到的暗部是由于在指形電極30的根部(與母線電極的 連接部)發(fā)生了斷線，電流難以從根部流到前端，因而基于電致發(fā)光法的發(fā)光較弱。另外， 認(rèn)為，B部所示那樣的沿著母線電極20看到的暗部，是在截面SEM中也觀察到的母線電極 20內(nèi)的裂縫導(dǎo)致的。認(rèn)為，這樣的裂縫是由于反復(fù)進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)，在位于膨脹系數(shù)大幅 不同的接片和硅基板之間的母線電極上積蓄損傷而生成的。即，認(rèn)為，在比較例1和2中， 通過溫度循環(huán)試驗(yàn)，引起上述兩種的集電極損傷。認(rèn)為由于這樣的集電極的損傷導(dǎo)致輸出 的降低。另一方面，在實(shí)施例1中，未觀察到母線電極20內(nèi)的裂縫和電致發(fā)光法中的暗部。 另外，在實(shí)施例1中，溫度循環(huán)試驗(yàn)中的輸出降低也被大幅減小。即，在實(shí)施例1中，由于母 線電極20被樹脂部覆蓋，并被增強(qiáng)，從而抑制了由溫度循環(huán)引起的母線電極20內(nèi)的裂縫。 另外，在實(shí)施例1中，由于指形電極30的根部被樹脂部覆蓋，從而抑制了由溫度循環(huán)引起的 指形電極根部的斷開。其結(jié)果是，大幅減輕溫度循環(huán)試驗(yàn)導(dǎo)致的輸出降低。(關(guān)于導(dǎo)電粒子的密度的試驗(yàn))接著，對(duì)使導(dǎo)電粒子的粒子量變化的情況下的影響進(jìn)行調(diào)查。以與上述實(shí)施例1相同的方法制作使樹脂區(qū)域中的導(dǎo)電粒子的種類和導(dǎo)電粒子 的密度變化后的樣本。作為導(dǎo)電粒子，準(zhǔn)備銀、鎳兩種，平均粒徑為10 μ m。粒子量在樹脂中的體積率0 50%之間進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)楫?dāng)粒子的體積率超過50%時(shí)，樹脂的粘結(jié)性能顯著下降，所以選擇 0 50%這個(gè)范圍。針對(duì)以上述方式制作的太陽(yáng)能電池模塊，分別進(jìn)行溫度循環(huán)試驗(yàn)(JIS C8917)，測(cè) 定試驗(yàn)前后的太陽(yáng)能電池模塊的輸出，比較輸出降低率。太陽(yáng)能電池模塊的輸出，在AMI. 5、 100mff/cm2的光照射下進(jìn)行測(cè)定。(試驗(yàn)結(jié)果和考察)在圖19中，橫軸表示從樹脂成分的截面SEM觀察的導(dǎo)電粒子的面積率。另外，縱 軸表示標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率。導(dǎo)電粒子的面積率，是計(jì)算從截面SEM觀察的母線電極的側(cè)面 外測(cè)區(qū)域(圖6的X部分)中的導(dǎo)電粒子截面占有的比例。輸出降低率通過計(jì)算式(1-試 驗(yàn)后輸出/試驗(yàn)前輸出)X 100(% )計(jì)算出，將比較例2的輸出降低率作為1. 00進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn) 化。如圖19所示，在樹脂區(qū)域的粒子面積率為30%以上的情況下，由溫度循環(huán)引起的 標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率與比較例2為相同程度。另一方面，可知，在樹脂區(qū)域的粒子面積率為
1125%以下的情況下，由溫度循環(huán)引起的標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率相對(duì)于比較例2變小。認(rèn)為，這是 由于在樹脂區(qū)域的粒子面積率為30%以上的情況下，與導(dǎo)電粒子密集存在的母線電極區(qū)域 相同，塊(bulk)的結(jié)合力比較弱，因此容易因溫度循環(huán)引起的應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。認(rèn)為，通過 利用這樣的結(jié)合力強(qiáng)的樹脂涂敷母線電極，能夠得到增強(qiáng)母線電極的效果。
另外可知，樹脂區(qū)域的粒子面積率在3 20%的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)一步提高抑制溫 度循環(huán)引起的輸出降低的效果。認(rèn)為，這是由于在樹脂區(qū)域的粒子面積率大的情況下(25% 以上)，如上所述，塊的結(jié)合力變?nèi)酰虼巳菀滓驕囟妊h(huán)引起的應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。其結(jié)果 是，發(fā)現(xiàn)容易引起溫度循環(huán)試驗(yàn)導(dǎo)致的輸出降低的趨勢(shì)。另外，與此相反，認(rèn)為，在樹脂區(qū)域 的粒子面積率較小的情況下(0%)，由于固化時(shí)產(chǎn)生的收縮應(yīng)力大，所以在接片、光電變換 部與樹脂的界面容易發(fā)生剝離。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)容易引起溫度循環(huán)試驗(yàn)導(dǎo)致的輸出降低的 趨勢(shì)。即，通過在樹脂中包含適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，能夠切斷樹脂中的分子的結(jié)合，因此能夠緩和樹 脂中存在的內(nèi)部應(yīng)力。其結(jié)果是，能夠抑制樹脂區(qū)域和光電變換部的界面處的剝離，或者能 夠抑制樹脂區(qū)域和接片的界面處的剝離。通過以上方法，能夠獲得溫度循環(huán)耐性更加良好 的太陽(yáng)能電池模塊。而且，日本專利申請(qǐng)第2006-265871號(hào)(2006年9月28日申請(qǐng))的全部?jī)?nèi)容作為 參照引用于本申請(qǐng)說明書中。產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，利用本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊，因?yàn)橥ㄟ^抑制模塊輸出的降低能夠提 高可靠性，因此適于應(yīng)用于太陽(yáng)光發(fā)電。
權(quán)利要求
一種太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，該太陽(yáng)能電池模塊配置有多個(gè)太陽(yáng)能電池單元，所述太陽(yáng)能電池單元的連接用電極彼此通過接片相互電連接，該太陽(yáng)能電池模塊的制造方法的特征在于，包括在所述連接用電極上，涂覆由包含多個(gè)導(dǎo)電粒子的樹脂構(gòu)成的粘結(jié)層的工序；和在所述粘結(jié)層上配置所述接片，朝向所述太陽(yáng)能電池單元對(duì)所述接片施加壓力的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于 使用分配器將所述粘結(jié)層涂覆在所述連接用電極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于 以覆蓋所述連接用電極的側(cè)面的方式涂覆所述粘結(jié)層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能電池模塊，其在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間配置有多個(gè)太陽(yáng)能電池單元，太陽(yáng)能電池單元的母線電極(20)彼此通過接片相互電連接。太陽(yáng)能電池模塊在母線電極(20)與接片(40)之間，設(shè)置有由包含多個(gè)導(dǎo)電粒子(70)的樹脂(60)構(gòu)成的粘結(jié)層，母線電極(20)與接片(40)通過導(dǎo)電粒子(70)電連接，樹脂(60)還覆蓋母線電極(20)的側(cè)面，粘結(jié)接片(40)和光電變換部(10)的表面。
文檔編號(hào)H01L31/18GK101937942SQ20101026448
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2007年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月28日
發(fā)明者岡本重之, 吉嶺幸弘, 角村泰史 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社