專利名稱：太陽能電池模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用配線件將太陽能電池的連接用電極相互電連接的太陽能電池模 塊。
背景技術(shù)：
歷來，太陽能電池模塊利用銅箔等導(dǎo)電材料構(gòu)成的配線件，將多個太陽能電池的 連接用電極相互電連接，在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保護材料與由PET(聚對 苯二甲酸乙二醇酯)等的薄膜構(gòu)成的背面保護材料之間，利用EVA(醋酸乙烯)等具有透光 性的密封材料密封。太陽能電池是在光電變換部的主面上形成輸出功率用的一對電極而被制成。通 常，是在光電變換部的光入射面及背面上形成一對電極。這時，在光入射面上設(shè)置的電 極，使用導(dǎo)電性的漿料，形成為具有多個指狀電極及母線(bus bar)電極的梳狀。而且， 在設(shè)置于一個太陽能電池的表面的母線電極上與設(shè)置于另一個太陽能電池的背面的母線 電極上，通過焊錫連接配線件，由此，將多個太陽能電池串聯(lián)連接(例如，參照日本專利 2005-217148 號公報)。歷來，在利用焊錫將配線件連接在母線電極上時，首先，在母線電極的表面或配線 件的電池側(cè)表面上涂敷助焊劑。然后，在將配線件配置于母線電極上之后，進行加熱。由此， 使配線件表面的焊錫與母線電極中的金屬部合金化，以良好的接合力實現(xiàn)母線電極與配線 件的接合。但是，在上述方法中，助焊劑的殘渣會存在于母線電極與配線件的合金層，成為電 阻成分。因此，存在有太陽能電池模塊的輸出功率下降的問題。這樣的問題不限于專利文獻1中所記載的技術(shù)，在太陽能電池的電極與連接太陽 能電池之間的配線件上使用焊錫的情況下，及利用焊錫連接太陽能電池的電極與取出電極 的情況下，都存在有這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的是提供降低太陽能電池的電極與互連線 之間的電阻，抑制輸出功率下降的太陽能電池模塊。本發(fā)明的第一特征是一種太陽能電池模塊，該太陽能電池模塊包括具備具有第 一及第二主面的光電變換部，配置在第一主面上、由導(dǎo)電性漿料構(gòu)成的第一電極，和配置在 第一主面或第二主面上、具有與第一電極相反極性的第二電極的兩個太陽能電池；將兩個
3電池中的一個太陽能電池的第一電極與另一個太陽能電池的第二電極電連接的配線件；和 配置于第一電極與配線件之間并由包含多個導(dǎo)電性顆粒的樹脂構(gòu)成的連接層，第一電極與 配線件通過導(dǎo)電性顆粒電連接，在與連接層連接的第一電極的表面形成凸凹形狀，導(dǎo)電性 顆粒從第一電極表面的凹部露出。本發(fā)明的第二特征涉及本發(fā)明的第一特征，在呈現(xiàn)在垂直于第一電極的表面的截 面上的第一電極的表面長度Imm的范圍內(nèi)，優(yōu)選使以導(dǎo)電性顆粒的長徑的平均值規(guī)定的導(dǎo) 電性顆粒的平均粒徑除以以十點平均高度規(guī)定的第一電極的表面粗糙度而得到的值在0. 2 以上、1.5以下的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第三特征涉及本發(fā)明的第二特征，導(dǎo)電性顆粒的平均粒徑除以第一電極 的表面粗糙度而得到的值也可以在0.5以上、1.2以下的范圍內(nèi)。本發(fā)明的第三特征涉及本發(fā)明的第一特征，也可以在連接于連接層的配線件的表 面上，配置比導(dǎo)電性顆粒柔軟的層。


圖1表示本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)，是沿圖2的I-I切面的截 面圖。圖2是將構(gòu)成圖1的太陽能電池模塊的一個太陽能電池50放大后的平面圖。圖3表示圖2的太陽能電池50的疊層結(jié)構(gòu)，是沿III-III切面的截面圖。圖4是將母線電極20與配線件40的連接部分放大后的截面圖。圖5是按照母線電極20的表面粗糙度，以導(dǎo)電性顆粒70的平均粒徑為橫坐標、標 準化輸出功率為縱坐標的圖。圖6是以導(dǎo)電性顆粒70的平均粒徑除以以十點平均高度規(guī)定的集電極的表面粗 糙度而得到的值(平均粒徑/表面粗糙度)為橫坐標、標準化輸出功率為縱坐標的圖。
具體實施例方式下面參照附圖，對本發(fā)明的實施方式加以說明。在圖面的記述中，對于同一部分付 與同樣的符號。參照圖1，對本發(fā)明的實施方式的太陽能電池模塊的結(jié)構(gòu)加以說明。太陽能電池模 塊具有多個(例如3個)太陽能電池50。各個太陽能電池50與鄰接的其它太陽能電池50 通過在銅箔表面鍍錫的配線件40串聯(lián)連接。太陽能電池50具有由光入射而發(fā)生光生成載 體的光電變換部10，和用于取出光電變換部10所發(fā)生的光生成載體(carrier)的一對正負 電極。一對正負電極通常是分別設(shè)置于光電變換部10的光入射面及背面。在這種情況 下，為了盡量減小遮擋入射光的面積，一對電極中的設(shè)置于光入射面的電極，形成為多個窄 幅的指狀電極30與寬幅的母線電極20組合而成的例如梳狀。指狀電極30是光電變換部 10所生成的光生成載體的收集用電極。在光電變換部10的光入射面的幾乎全部的區(qū)域上， 例如每隔2mm配置有具有100 μ m左右寬度的指狀電極30。另外，母線電極20是多個指狀 電極30收集的光生成載體的集電用的電極，例如以約Imm的寬度與全部的指狀電極30交 叉而形成線狀。而且，母線電極20的數(shù)目，是考慮太陽能電池的大小及電阻后適當設(shè)置的。
另外，由于另一個電極通常是設(shè)置于光電變換部10的背面，所以沒有必要考慮入 射光。所以，另一個電極既可以以覆蓋幾乎全部光電變換部10的背面的方式形成，也可以 形成為與光入射側(cè)的電極同樣的梳狀。當另一個電極以覆蓋幾乎全部光電變換部10的背面的方式形成時，光電變換部 10的“第一主面”相當于光入射面，“第二主面”相當于背面。另一方面，當另一個電極在光 電變換部10的背面上形成為與光入射側(cè)的電極同樣的梳狀時，“第一主面”及“第二主面” 可以是光入射面和背面中的任一個。另外，也有一對正負電極的雙方都設(shè)置于光電變換部10的背面的太陽能電池。這 時，設(shè)置于光電變換部10的背面的一對正負電極的雙方，形成為具有多個指狀電極與母線 電極的梳狀。在這種情況下，光電變換部10的“第一主面”相當于背面，“第二主面”相當于光入 射面。雖然本發(fā)明并不限定配置一對正負電極的面，但在本實施方式中，對在光電變換 部10的光入射面與背面上分別具有一對正負電極的太陽能電池進行說明。進而，雖然本發(fā) 明并不限定在光電變換部10的背面上設(shè)置的電極的形狀，但在圖1中以在光電變換部10 的背面也設(shè)置有多個指狀電極30和母線電極20的太陽能電池50為例進行說明。太陽能電池50具有通過受光而生成光生成載體的光電變換部10，和對光電變換 部10生成的光生成載體進行集電的指狀電極30以及母線電極20。還有，雖然省略了圖示， 圖1所示的太陽能電池50，在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保護材料與由利用樹 脂薄膜將PET等薄膜或鋁箔包夾形成的層疊薄膜等構(gòu)成的背面保護材料之間，利用EVA等 具有透光性的密封材料密封。參照圖2，對構(gòu)成圖1的太陽能電池模塊的太陽能電池50的平面結(jié)構(gòu)進行說明。 在本發(fā)明的實施方式中，作為太陽能電池50，以具有HIT結(jié)構(gòu)的太陽能電池為例進行說明。 在光電變換部10的表面上，形成有對光電變換部10生成的光生成載體進行集電的指狀電 極30以及與多個指狀電極30相連接的母線電極20。多個直線狀的指狀電極30相互平行， 在光電變換部10的表面上以均勻間隔配置。母線電極20配置在相對指狀電極30垂直的 方向上，對多個指狀電極30收集的光生成載體進行進一步集電。將對于光電變換部10生 成的光生成載體進行集電的指狀電極30和母線電極20總稱為“集電極”。集電極例如由將 環(huán)氧樹脂作為粘合劑、銀顆粒作為裝填物的熱硬化型導(dǎo)電性漿料形成，但并不限于此。圖1 是沿圖2的I-I切面的截面圖。參照圖3，對圖2的太陽能電池50的疊層結(jié)構(gòu)加以說明。圖3是沿圖2的III-III 切面的太陽能電池50的截面圖。如上所述，太陽能電池50具有由多層(IOa IOg)構(gòu)成 的疊層結(jié)構(gòu)的光電變換部10，和在光電變換部10的上面及下面形成的集電極、即指狀電極 30及母線電極20。光電變換部10具有m型單結(jié)晶硅基板10d，在基板IOd的上面形成的i型非晶質(zhì) 硅層10c，在i型非晶質(zhì)硅層IOc的上面形成的ρ型非晶質(zhì)硅層10b，在ρ型非晶質(zhì)硅層IOb 的上面形成的ITO膜10a，在η型單結(jié)晶硅基板IOd的下面形成的i型非晶質(zhì)硅層10e，在 i型非晶質(zhì)硅層IOe的下面形成的η型非晶質(zhì)硅層IOf，和在η型非晶質(zhì)硅層IOf的下面形 成的ITO膜10g。在ITO膜IOa的上面及ITO膜IOg的下面，形成有由母線電極20與指狀電極30構(gòu)成的集電極。這樣，將在單結(jié)晶硅基板(IOd)與非晶質(zhì)硅層(IObUOf)之間，夾 著具有實質(zhì)上幾乎對發(fā)電沒有貢獻的厚度的實質(zhì)上為真性非晶質(zhì)硅層(IOcUOe)的結(jié)構(gòu) 叫做“HIT結(jié)構(gòu)”。通過HIT結(jié)構(gòu)，能夠降低單結(jié)晶硅層與非晶質(zhì)硅層的界面的晶體缺陷，改 善異質(zhì)結(jié)界面的特性(參照日本專利第2614561號公報等)。參照圖4，對母線電極20與配線件40的連接部分加以說明。在母線電極20與配 線件40之間，配置有由包含多個導(dǎo)電性顆粒70的樹脂60構(gòu)成的粘結(jié)層80。母線電極20 與配線件40是通過導(dǎo)電性顆粒70而電連接。而且，樹脂60將母線電極20與配線件40粘
結(jié)在一起。樹脂60例如是環(huán)氧樹脂系的熱硬化型樹脂，導(dǎo)電性顆粒70例如是鎳。在圖4中， 連接母線電極20與配線件40的導(dǎo)電性顆粒70有多個。母線電極20及配線件40，通過各 導(dǎo)電性顆粒70電連接。在與粘結(jié)層80連接的母線電極20的表面形成有凹凸形狀。導(dǎo)電性顆粒70從母 線電極20表面的凹部露出。導(dǎo)電性顆粒70的露出部分與配線件40相連接。S卩，在粘結(jié)層 80所包含的多個導(dǎo)電性顆粒70中，配置在母線電極20表面的凹部上的導(dǎo)電性顆粒70，與 周圍的凸部的頂點相比，向配線件40 —側(cè)突出配置。導(dǎo)電性顆粒70的突出部分與配線件 40連接。這樣，通過導(dǎo)電性顆粒70使母線電極20與配線件40連接，與歷來的焊錫連接相 比，由于能夠降低母線電極20與配線件40之間的電阻，所以能夠抑制太陽能電池模塊的輸 出功率的下降。另外，在母線電極20的凸部與配線件40之間存在有樹脂60。由此，在提高母線電 極20與配線件40的粘合力的同時，還能夠使導(dǎo)電性顆粒70作為母線電極20與配線件40 之間的隔片調(diào)整墊(spacer)起作用。因此，能夠容易地對母線電極20與配線件40的距離 進行控制。還有，因為如上所述利用樹脂60粘結(jié)配線件40，所以優(yōu)選樹脂60中的導(dǎo)電性顆粒 70相互分散而存在。在與粘結(jié)層80連接的配線件40的表面，優(yōu)選形成比導(dǎo)電性顆粒70柔軟的層。在 本實施方式中，配線件40由銅箔等金屬制的材料構(gòu)成，在其周圍鍍錫。該鍍錫形成比鎳顆 粒70柔軟的層。由此，比導(dǎo)電性顆粒70柔軟的層就能夠吸收使配線件40與母線電極20 連接時所施加的壓力。還有，配線件40的表層材料與導(dǎo)電性顆粒70的材料的組合，并不限 定于上述鎳與錫。根據(jù)表1所示的金屬元素的硬度，能夠選擇各種各樣的組合。一般地，物 質(zhì)的硬度，可以由布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、莫氏硬度等方法進行測量比較。表1是主 要金屬元素的莫氏硬度的匯總。當導(dǎo)電性顆粒70是鎳時，能夠在配線件40的表面鍍比鎳 軟的錫(Sn)、銀(Ag)。這里，所謂“莫氏硬度”，主要是對礦物質(zhì)的硬度的尺度，利用測量硬 度的試料物質(zhì)擦劃標準物質(zhì)，根據(jù)擦痕的有無測定硬度。表 權(quán)利要求
1.一種太陽能電池模塊，其特征在于，包括兩個太陽能電池，該太陽能電池包括具有第一主面和第二主面的光電變換部，配置在 所述第一主面上、且在表面具有凹凸形狀的第一電極，和配置在所述第一主面上或所述第 二主面上、且具有與所述第一電極相反極性的第二電極；將所述兩個太陽能電池中的一個太陽能電池的所述第一電極與另一個太陽能電池的 所述第二電極電連接的配線件；和配置于所述第一電極與所述配線件之間，并且由包含多個導(dǎo)電性顆粒的樹脂構(gòu)成的連 接層，所述多個導(dǎo)電性顆粒在所述樹脂中分散地存在，所述連接層所包含的多個導(dǎo)電性顆粒中的、在所述第一電極的表面的凹部上配置的導(dǎo) 電性顆粒，相比于周圍的凸部的頂點，向所述配線件一側(cè)突出配置，導(dǎo)電性顆粒的突出的部 分與配線件相接，由此將所述第一電極與所述配線件電連接，在相鄰的導(dǎo)電性顆粒之間存在的所述樹脂，將所述配線件與所述第一電極粘接。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述導(dǎo)電性顆粒，由選自鎳、銅、銀、鋁、錫和金中的至少一種金屬顆粒或它們的合金構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述導(dǎo)電性顆粒是通過對無機氧化物施加金屬涂層而形成的。
4.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述導(dǎo)電性顆粒是通過對樹脂、或者樹脂的共聚物或混合物施加金屬涂層而形成的。
5.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于所述樹脂包括選自環(huán)氧樹脂、丙烯樹脂、聚酰亞胺樹脂、苯酚樹脂、氨基甲酸乙樹脂和 硅樹脂中的至少一種樹脂，或這些樹脂的混合物或共聚物。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述樹脂包括環(huán)氧樹脂或丙烯樹脂。
7.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述第一電極包含與所述連接層中的樹脂同種類的樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊。該太陽能電池模塊包括具備具有第一和第二主面的光電變換部(10)，配置在第一主面上、由導(dǎo)電性漿料構(gòu)成的第一電極(20)，和配置在第一主面或第二主面上、具有與第一電極(20)相反極性的第二電極的兩個太陽能電池；將兩個電池中的一個太陽能電池的第一電極(20)與另一個太陽能電池的第二電極電連接的配線件(40)；和配置于第一電極(20)與配線件(40)之間，并且由包含多個導(dǎo)電性顆粒(70)的樹脂(60)構(gòu)成的連接層(80)，第一電極(20)與配線件(40)通過導(dǎo)電性顆粒電(70)連接，在與連接層(80)連接的第一電極(20)的表面形成凸凹形狀，導(dǎo)電性顆粒(70)從第一電極(20)表面的凹部露出。
文檔編號H01L31/0224GK102136513SQ20111004287
公開日2011年7月27日 申請日期2007年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者吉嶺幸弘, 角村泰史 申請人:三洋電機株式會社