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)明涉及在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間設(shè)置多個太陽能
電池單元，通過接片(tab)將太陽能電池單元的連接用電極彼此相互 電連接而成的太陽能電池模塊。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在HIT太陽能電池模塊中，如圖1所示，多個太 陽能電池單元的母線(busbar)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。多個太陽能電池單元在玻璃、透光性塑料等 具有透光性的表面保護(hù)部件、和由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET: Poly Ethylene 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。
太陽能電池單元通過利用導(dǎo)電性膏，在光電變換部IO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,由此串連連接太陽能電池單元(例如參照專利文 獻(xiàn)l)。
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，通 過熔劑除去母線電極20表面的氧化層，同時利用使接片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)l:日本特開2005—217184號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，在作為可靠性試驗的一種的溫度循環(huán)試驗(JISC8917)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)的太陽能電池模塊中，接片的熱膨脹系數(shù)為約1.7X1(T5/ 。C (Cu)，光電變換部的熱膨脹系數(shù)約為3.6X10—6/°C (SO。艮卩，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，金屬 粒子相互之間的接合力、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能電池模塊。
本發(fā)明是一種太陽能電池模塊，其在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部 件之間配置有多個太陽能電池單元，太陽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)接片和太陽能電池單元的表面。
利用本發(fā)明的特征的太陽能電池模塊，因為通過柔軟性高的樹脂 粘結(jié)連接用電極和接片，還粘結(jié)太陽能電池單元和接片，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。
利用該太陽能電池模塊，因為連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 高的太陽能電池模塊。


圖1是現(xiàn)有的太陽能電池單元的截面圖。
圖2是現(xiàn)有的太陽能電池單元的放大截面圖。 圖3是本實施方式的太陽能電池單元的截面圖。 圖4是本實施方式的太陽能電池單元的俯視圖。 圖5是本實施方式的太陽能電池單元的放大截面圖(其一)。 圖6是本實施方式的太陽能電池單元的放大截面圖(其二)。 圖7是本實施方式的太陽能電池單元的放大截面圖(其三)。 圖8是本實施方式的太陽能電池單元的放大截面圖(其四)。 圖9是本實施方式的太陽能電池單元的放大截面圖(其五)。 圖IO是表示實施例1的太陽能電池模塊的制造方法的截面圖(其
5一) 。
圖11是表示實施例1的太陽能電池模塊的制造方法的截面圖(其
二) 。
圖12是表示實施例1的太陽能電池模塊的制造方法的截面圖(其 圖13是表示實施例1的太陽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的太陽能電池單元的放大截面圖。 圖15是表示比較例1的太陽能電池模塊的制造方法的截面圖。 圖16是表示實施例1的太陽能電池單元的俯視圖。 圖17是溫度循環(huán)試驗后的比較例1和2的太陽能電池單元的放大 截面圖。
圖18是溫度循環(huán)試驗后的比較例1和2的太陽能電池單元的俯視圖。
圖19是表示在實施例1的太陽能電池單元中使導(dǎo)電粒子的種類和 密度變化時的試驗結(jié)果的圖表。
具體實施例方式
接著，使用

本發(fā)明的實施方式。在以下的附圖的記載中， 對于相同或者相似的部分標(biāo)注相同或相似的符號。其中，應(yīng)該注意， 附圖是示意性的圖，各尺寸的比率等與實物不同。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。 (太陽能電池模塊)
作為本實施方式的太陽能電池單元，以具有HIT結(jié)構(gòu)的太陽能電 池單元為例進(jìn)行以下說明。圖3是本實施方式的太陽能電池單元的截 面圖，圖4是本實施方式的太陽能電池單元的俯視圖。
如圖3所示，本實施方式的太陽能電池單元在n型單晶硅基板10d 的上表面?zhèn)?，隔著i型非晶硅層10c形成有p型非晶硅層10b。并且， 在p型非晶硅層10b上形成有ITO膜10a。另一方面，在n型單晶硅基 板10d的下表面?zhèn)?，隔著i型非晶硅層10e形成有n型非晶硅層10f。并且，在n型非晶硅層10f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，在本實施方式的太陽能電池模塊中，多個太陽能電池單元 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。 相互電連接的多個太陽能電池單元，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，針對本實施方式的太陽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。
如圖5所示，本實施方式的太陽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IO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 等中的至少一種無機(jī)氧化物上實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 時間內(nèi)固化的觀點出發(fā)，在制造上優(yōu)選使用環(huán)氧樹脂或丙烯樹脂。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)行測定。
另外，在本實施方式的太陽能電池單元中，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，本實施方式的太陽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)
利用本實施方式的太陽能電池模塊，因為通過柔軟性高的樹脂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 陽能電池模塊的可靠性。
另夕卜，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，在它們的交點也會施加應(yīng)力。因此，由于該交點部 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。在本實施方式中，粘接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。gP，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之間的粘接層中包含的樹 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和粘接層的粘結(jié)相互性變好，能夠進(jìn) 一步強(qiáng)化粘結(jié)力。
(太陽能電池模塊的制造方法)
接著，對本實施方式的太陽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
910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)?，對銀膏進(jìn)行絲網(wǎng)印 刷之后，在15(TC下加熱5分鐘而使銀膏虛固化。之后，在200。C下加 熱l小時使銀膏完全固化。由此，形成太陽能電池單元。
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30um的厚度涂覆在母線電極20上，并各以100um覆蓋 母線電極20的側(cè)面地涂敷該環(huán)氧樹脂。
關(guān)于多個太陽能電池單元，在受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊膬擅嫔贤糠髽?脂之后，在被分別涂敷的樹脂上配置接片40。朝向太陽能電池單元以 約2MPa對受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)鹊慕悠?0進(jìn)行加壓，同時在20(TC下加 熱1小時，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15(TC加熱壓接IO分鐘，進(jìn)行臨時壓接。之后，在150。C下 加熱1小時，使密封部件完全固化。之后，安裝端子盒、金屬框，構(gòu) 成太陽能電池模塊。
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。 (其它實施方式)
本發(fā)明通過上述的實施方式已得到說明，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施方式、實 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)材料與連接多個太 陽能電池單元的接片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。
實施例
以下，列舉實施例，對本發(fā)明的薄膜類太陽能電池模塊進(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)變更并加以實施。 (實施例1)
作為本發(fā)明的實施例1的太陽能電池單元，以下述方式制作圖3、
圖4和圖6所示的太陽能電池單元。在以下的制作方法中，將工序分 為工序1 4進(jìn)行說明。
<工序1>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 Q《m 的電阻率和大約300nm的厚度的n型單晶硅基板10d。接著，使用 RF等離子體CVD法，在n型單晶硅基板10d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 10c和p型非晶硅層10b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 80.0Pa; RF功率 大約10~100W。
接著，在n型單晶硅基板10d的下表面上，依次形成具有大約5nm 的厚度的i型非晶硅層10e，和具有大約5nm的厚度的n型非晶硅層 10f。其中，該i型非晶硅層10e和n型非晶硅層10f，分布通過與上述 的i型非晶硅層10c和p型非晶硅層10b相同的工藝形成。
接著，使用磁控管濺射法，在p型非晶硅層10b和n型非晶硅層 10f的各自上，分別形成具有大約100nm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; 02氣體流量大約50sccm;功率大約
ii0.5 3kW;磁場強(qiáng)度大約500 3000Gauss。
<工序2>形成集電極
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?明導(dǎo)電膜的規(guī)定區(qū)域上，之后，通過在15(TC下加熱5分鐘使其虛固化， 通過在200。C下加熱1小時，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l.Omm， 高度大約為50jim。
<工序3>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 30pm。這時，在母線電極20的側(cè)面外側(cè)涂敷鎳膏，使其各以大約100pm 覆蓋該母線電極20的側(cè)面。另外，如圖ll所示，以同時覆蓋指形電 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螅谀妇€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 連接多個太陽能電池單元的方式進(jìn)行排列。利用加熱部80，針對每一 個太陽能電池單元從上下夾住，施加2MPa的壓力，同時在20(TC下加 熱1小時。由此，鎳膏被固化形成串。通過這樣在施加壓力的同時進(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200nm地被厚度約20pm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太陽能電池單元。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。將它們在真空氣氛中在150。C下加熱壓接 IO分鐘進(jìn)行虛壓接。之后，在15(TC下加熱1小時，使密封部件完全固化。在其上安裝端子盒、金屬框，制作成實施例1的太陽能電池模 塊。
(比較例1 )
作為比較例1的太陽能電池單元，以下述方式制作圖14所示的太 陽能電池單元。
<工序1>以與實施例1相同的方法形成。
<工序2>通過使用與實施例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30pm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 多個太陽能電池單元的方式進(jìn)行排列，利用加熱部80，針對每一個太 陽能電池單元從上下夾住，施加2MPa的壓力，同時在約200"C下加熱 l小時。由此，使鎳膏固化，形成串。通過這樣在施加壓力的同時進(jìn)行 固化，因為能夠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>以與實施例1相同的方法形成。 (比較例2)
作為比較例2的太陽能電池單元，以下述方式制作利用現(xiàn)有技術(shù) 的焊接進(jìn)行粘結(jié)的太陽能電池單元。
<工序1>以與實施例1相同的方法形成。
<工序2>通過使用與實施例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，以連接多個太陽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>使用與實施例1相同的方法形成。 (評價方法)
針對實施例1和比較例1、 2的太陽能電池模塊，分別進(jìn)行了溫度 循環(huán)試驗(JISC8917)。對試驗前后的太陽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個循環(huán)后的輸出變化率，此次為了評價更長期的 耐久性，進(jìn)行了 400個循環(huán)的試驗。太陽能電池模塊的輸出在AM1.5、 100mW/cm2的光照射下進(jìn)行測定。
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。對每一個樣本進(jìn)行IO處觀察。
電致發(fā)光法參照Characterization of Polycrystalline Silicon Solar Cells by Electroluminescence (PVSEC-15, Shanghai, China: Oct.2005 。) 進(jìn)行。具體而言，向太陽能電池模塊注入大約2A的電流，利用CCD 照相機(jī)觀察這時的紅外發(fā)光。利用該方法時，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)散長度短的區(qū)域中，由于發(fā) 光變?nèi)醵@示為暗的部分。
(試驗結(jié)果)
表1中表示基于溫度循環(huán)試驗的標(biāo)準(zhǔn)化輸出降低率。 (表1)
實施例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XX
EL發(fā)光〇XX
輸出的降低率通過(l一試驗后輸出/試驗前輸出)X100 的 計算式計算出，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)試驗前的樣本中，并 沒有發(fā)現(xiàn)異常，但是在溫度循環(huán)試驗后的樣本中，在比較例1和2中 觀察到圖17所示那樣的裂縫(裂痕)。另一方面，在實施例1中，沒 有觀察到裂縫。在表1中，沒有觀察到裂縫的樣本以O(shè)符號表示，觀
14察到裂縫的樣本以X符號表示。
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)試驗前 的樣本中，沒有發(fā)現(xiàn)異常，在溫度循環(huán)試驗后的樣本中，在比較例1
和2中，觀察到圖18所示那樣的暗部。另一方面，在實施例1中，即
使在溫度循環(huán)試驗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O(shè)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)試驗后的基于電致發(fā)光 法的發(fā)光試驗中看到暗部。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，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。S卩，認(rèn)為，在比較例l 和2中，通過溫度循環(huán)試驗，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，在實施例1中，溫度循環(huán)試驗中的輸出降低 也被大幅減小。即，在實施例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) 試驗導(dǎo)致的輸出降低。
(關(guān)于導(dǎo)電粒子的密度的試驗)
接著，對使導(dǎo)電粒子的粒子量變化的情況下的影響進(jìn)行調(diào)査。
以與上述實施例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10pm。粒子量在樹 脂中的體積率0 50%之間進(jìn)行調(diào)整。因為當(dāng)粒子的體積率超過50%時，樹脂的粘結(jié)性能顯著下降，所以選擇0 50%這個范圍。
針對以上述方式制作的太陽能電池模塊，分別進(jìn)行溫度循環(huán)試驗
(JISC8917)，測定試驗前后的太陽能電池模塊的輸出，比較輸出降低 率。太陽能電池模塊的輸出，在AM1.5、 100mW/cn^的光照射下進(jìn)行
(試驗結(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 計算從截面SEM觀察的母線電極的側(cè)面外測區(qū)域(圖6的X部分)中 的導(dǎo)電粒子截面占有的比例。輸出降低率通過計算式(1 —試驗后輸出 /試驗前輸出)X100 (%)計算出，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25%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 弱，因此容易因溫度循環(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)試驗導(dǎo)致的輸出降低的趨勢。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)試驗導(dǎo)致的輸出降低的趨勢。S卩，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能電池模 塊。
而且，日本專利申請第2006—265871號(2006年9月28日申請)
的全部內(nèi)容作為參照引用于本申請說明書中。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
如上所述，利用本發(fā)明的太陽能電池模塊，因為通過抑制模塊輸 出的降低能夠提高可靠性，因此適于應(yīng)用于太陽光發(fā)電。
權(quán)利要求
1、一種太陽能電池模塊，其在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間配置有多個太陽能電池單元，所述太陽能電池單元的連接用電極彼此通過接片相互電連接，該太陽能電池模塊的特征在于在所述連接用電極與所述接片之間，設(shè)置有由包含多個導(dǎo)電粒子的樹脂構(gòu)成的粘結(jié)層，所述連接用電極與所述接片通過所述導(dǎo)電粒子電連接，所述樹脂還覆蓋所述連接用電極的側(cè)面，粘結(jié)所述接片和所述太陽能電池單元的表面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能電池模塊，其特征在于-所述連接用電極為母線電極，所述粘結(jié)層配置在連接部分與所述接片之間，指形電極與所述母 線電極連接，該連接部分為所述指形電極的與該母線電極的連接部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述指形電極和所述接片通過所述導(dǎo)電粒子電連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述導(dǎo)電粒子以體積率3 20%的比例包含在配置于所述連接用電極的側(cè)面的樹脂中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能電池模塊，其特征在于 所述連接用電極的表面具有凹凸形狀，凸形狀的部分與所述接片相接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的太陽能電池模塊，其特征在于 包含在所述粘結(jié)層中的樹脂與在所述連接用電極中使用的樹脂材料為同種類的樹脂。
全文摘要
本發(fā)明提供一種太陽能電池模塊，其在表面保護(hù)部件和背面保護(hù)部件之間配置有多個太陽能電池單元，太陽能電池單元的母線電極(20)彼此通過接片相互電連接。太陽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H01L31/042GK101523617SQ20078003608
公開日2009年9月2日 申請日期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 申請人:三洋電機(jī)株式會社