太阳能电池用集电片以及使用其的太阳能电池模块的制作方法
【专利摘要】本发明提供太阳能电池模块中的内部布线用的太阳能电池用集电片，其例如能够防止作为P极的非受光面侧元件与对应于N电极的布线部之间的短路，且能缓和冲击。该太阳能电池用集电片（2）配置于背接触式太阳能电池元件（1）的背面侧作为太阳能电池模块中的内部布线用，在树脂基材（21）的表面上形成有由金属的布线部（221）和非布线部（222）所构成的电路（22），在电路（22）上层叠有密封材料层（23），在布线部（221）上的密封材料层（23）中形成有为了隔着密封材料层（23）导通太阳能电池元件（1）的非受光面侧的电极（4）和与其对应的布线部（221）而让布线部（221）露出的导通凹部（24）。
【专利说明】太阳能电池用集电片以及使用其的太阳能电池模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于从背接触式太阳能电池元件取电的太阳能电池用集电片以及使用其的太阳能电池模块。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对环境问题的意识的提高，作为清洁能源的太阳能电池备受瞩目。一般地，构成太阳能电池的太阳能电池模块是从受光面侧开始依次层叠透明正面基板、表面侧密封材料片、太阳能电池元件、背面侧密封材料片、以及背面保护片而构成，具有通过太阳光射入到上述太阳能电池元件来发电的功能。
[0003]在太阳能电池模块的内部进行发电的太阳能电池元件通常构成为在太阳能电池模块的内部设置有多张，它们被串并联连接而能获得需要的电压以及电流。为了在太阳能电池模块的内部对多个太阳能电池元件进行布线，例如使用了将作为电路的金属箔层叠在作为基材的树脂片的表面而成的太阳能电池用集电片(参照专利文献I)。
[0004]但是，在太阳能电池元件中，公知一种以下所述的背接触式太阳能电池元件，其包括用于接收太阳光的受光面、以及位于其背侧的非受光面，但是，为了提高受光面上的太阳光线的受光效率，在受光面上不配置电极，而是在非受光面上配置具有不同极性的多个电极。
[0005]背接触式太阳能电池元件有各种方式。除了有包括具有贯通受光面和非受光面的多个通孔的半导体基板并在非受光面上设置有极性不同的多个电极的金属贯穿(MWT)方式或发射极贯穿(EWT)方式的太阳能电池元件之外，还有不具有通孔的结构的太阳能电池元件。
[0006]这里，特别是在从具有通孔的结构的太阳能电池元件的电极直接取电的情况下，存在作为P极的非受光面侧元件与对应于N电极的布线部之间发生短路的危险。
[0007]这样的短路可以通过在太阳能电池用集电片的电路上形成绝缘层来防止。在专利文献2中，揭示了在太阳能电池用集电片的电路上形成有由绝缘性粘结剂形成的绝缘层的太阳能电池模块。
[0008]另一方面，近年来随着太阳能电池元件薄型化的推进，存在由于来自外部的微小的冲击而导致太阳能电池元件破裂、或在太阳能电池元件与太阳能电池用集电片上的电路的接合部产生接触不良的情况，但是，上述的绝缘性粘结剂通常是基于热或UV等而固化的固化性树脂，因此，固化后的绝缘层没有耐冲击性，仅通过绝缘层无法获得缓和来自于外部的冲击的效果。
[0009]在先技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:日本专利特开2007-081237号公报
[0012]专利文献2:日本专利特开2010-157553号公报
【发明内容】
[0013]发明要解决的课题
[0014]因此，寻求一种可以不会短路地从背接触式太阳能电池元件安全取电、且可以充分缓和来自于外部的冲击的太阳能电池用集电片。
[0015]本发明鉴于以上状况而作出，以提供一种下述的太阳能电池用集电片及其制造方法为课题，即、该太阳能电池用集电片是接合于背接触式太阳能电池元件的太阳能电池用集电片，其能够可靠地防止作为P极的非受光面侧元件与对应于N电极的布线部之间的短路，同时能够充分缓和来自于外部的对于太阳能电池元件以及太阳能电池元件和电路的接合部的冲击。
[0016]解决课题的手段
[0017]本发明的发明人们为了解决上述课题而反复进行了深入研究，结果发现:在太阳能电池用集电片的电路上形成除了具有缓和冲击的原本的效果之外还具有绝缘效果的密封材料层，从而可以防止上述短路，且还能充分缓和来自于外部的冲击，从而完成了本发明。具体地说，本发明提供以下技术:
[0018](I) 一种太阳能电池用集电片，其特征在于，所述太阳能电池用集电片配置在背接触式的太阳能电池元件的背面侧作为太阳能电池模块中的内部布线用，并且，包括:电路，形成于树脂基材的表面，通过含有金属的布线部和非布线部构成；以及层叠在所述电路上的密封材料层，其中，在所述布线部上的密封材料层中形成有为了隔着所述密封材料层导通所述太阳能电池元件的非受光面侧的电极和与其对应的所述布线部而让所述布线部露出的导通凹部。
[0019](2)根据(I)所述的太阳能电池用集电片，其中，所述太阳能电池用集电片包括第一导通凹部和第二导通凹部作为所述导通凹部，所述第一导通凹部与从所述太阳能电池元件的受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极位置相对应，所述第二导通凹部与所述太阳能电池元件的非受光面侧元件的正负另一方的第二电极位置相对应。
[0020](3)—种太阳能电池用集电片，其特征在于，所述太阳能电池用集电片配置在背接触式的太阳能电池元件的背面侧作为太阳能电池模块中的内部布线用，并且，包括:电路，形成于树脂基材的表面，通过含有金属的布线部和非布线部构成；形成在所述电路上的绝缘层；以及形成在所述绝缘层上的密封材料层，其中，在所述布线部上的绝缘层以及密封材料层中形成有为了隔着所述绝缘层以及密封材料层导通所述太阳能电池元件的非受光面侧的电极和与其对应的所述布线部而让所述布线部露出的导通凹部。
[0021](4)根据(3)所述的太阳能电池用集电片，其中，所述太阳能电池用集电片包括第一导通凹部和第二导通凹部作为所述导通凹部，所述第一导通凹部与从所述太阳能电池元件的受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极位置相对应，所述第二导通凹部与所述太阳能电池元件的非受光面侧元件的正负另一方的第二电极位置相对应。
[0022](5)根据(I)或(2)所述的太阳能电池用集电片，其中，所述密封材料层按JISC6481测定的体积电阻值为107Ω以上。
[0023](6)根据(I)、(2)或(5)中任一项所述的太阳能电池用集电片，其中，所述密封材料层是聚乙烯类树脂或离聚物。
[0024](7)根据(3)或(4)所述的太阳能电池用集电片，其中，所述绝缘层是紫外线固化
型绝缘层。
[0025](8)根据(I)至(7)中任一项所述的背面保护片一体化太阳能电池用集电片，其中，在所述树脂基材的背面侧一体化有背面保护片。
[0026](9) 一种太阳能电池用集电片的制造方法，是(I)、(2)、(5)或(6)中任一项所述的太阳能电池用集电片的制造方法，包括:在树脂基材的表面层叠了金属箔之后、对所述金属箔进行蚀刻以形成电路的工序；以及在所述密封材料层中形成构成所述导通凹部的贯通孔并将所述密封材料层层叠在所述电路上的工序。
[0027](10) —种太阳能电池用集电片的制造方法，是(3)、(4)或(7)中任一项所述的太阳能电池用集电片的制造方法，包括:在树脂基材的表面层叠了金属箔之后、对所述金属箔进行蚀刻以形成电路的工序；在所述布线部以及非布线部的除所述导通凹部之外的部分、图案形成所述绝缘层的工序；以及在所述密封材料层中形成构成所述导通凹部的贯通孔并将所述密封材料层层叠在所述绝缘层上的工序。
[0028](11) 一种太阳能电池模块，包括将(2)或(4)所述的太阳能电池用集电片层叠在背接触式的太阳能电池元件的非受光面侧而成的接合部件，其中，所述太阳能电池元件具有受光面侧元件和非受光面侧元件，并包括从所述受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极、以及形成于所述非受光面侧元件上的正负另一方的第二电极，在所述太阳能电池用集电片的所述导通凹部中填充有导电性材料，所述第一电极和所述第一导通凹部内的导电性材料导通接合，所述第二电极和所述第二导通凹部内的导电性材料导通接合。
[0029](12) 一种太阳能电池模块，包括:电路，形成于树脂基材的表面，由金属的布线部和非布线部构成；密封材料层，被层叠在所述电路上或形成于所述电路上的绝缘层上；以及层叠在所述密封材料层上的背接触式的太阳能电池元件。
[0030]发明的效果
[0031]根据本发明，可以提供一种下述的太阳能电池用集电片及其制造方法，S卩、该太阳能电池用集电片是接合于背接触式太阳能电池元件的太阳能电池用集电片，其能够可靠地防止作为P极的非受光面侧元件与对应于N极的布线部之间的短路，同时还能充分缓和来自于外部的对于太阳能电子元件等的冲击。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1是示意性示出具有通孔的背接触式太阳能电池元件的立体图。
[0033]图2是沿图1的X-X线的截面图。
[0034]图3是示意性示出太阳能电池元件和本发明的太阳能电池用集电片的接合部件的立体图。
[0035]图4是图3的接合部件3在太阳能电池元件I和太阳能电池用集电片2接合前的状态下的沿Y-Y线的截面图(第一实施方式)。
[0036]图5是图3的接合部件3在太阳能电池元件I和太阳能电池用集电片2接合后的状态下的沿Y-Y线的截面图(第一实施方式)。[0037]图6是图3的接合部件3在太阳能电池元件I和太阳能电池用集电片2接合后的状态下的沿Y-Y线的截面图(第二实施方式)。
【具体实施方式】
[0038]下面，对本发明的第一实施方式的太阳能电池用集电片及其制造方法进行说明。
[0039]首先，参照图1、图2，对将具有通孔的背接触式太阳能电池元件I作为本发明的太阳能电池用集电片的第一实施方式中所使用的太阳能电池元件的一个例子进行说明。图1是示意性示出太阳能电池元件I的立体图。图2是沿图1的X-X线的截面图。
[0040]本实施方式中所使用的太阳能电池元件I包括上下层叠的N极的受光面侧元件11和P极的非受光面侧元件12，并具有:贯通受光面侧元件11和非受光面侧元件的多个通孔
13、以及由第一电极41和第二电极42构成的电极4，第一电极41是从受光面侧元件11经由通孔13形成到非受光面侧的负电极，第二电极42是形成在非受光面侧元件上的正电极。
[0041]此外，在本说明书中，将受光面侧元件为N极、非受光面侧元件为P极的太阳能电池元件1、即第一电极41为负电极、第二电极42为正电极的太阳能电池元件I作为实施例进行了例示。但是，太阳能电池元件的构成并不限定于此。例如，和图1不同地在受光面侧为P极的太阳能电池元件的情况下，第一电极41和第二电极42的正负极性反转。本发明的太阳能电池用集电片也可以用于那样构成的太阳能电池元件。并且，在该情况下，也可以实现和本实施例完全相同的效果。
[0042]作为具有通孔13的背接触式太阳能电池元件的具体例，可以列举出金属贯穿(MWT )方式、发射极贯穿(EWT )方式的太阳能电池元件。MWT方式的太阳能电池元件是指以下结构的太阳能电池元件:即、在太阳能电池元件I的通孔13内填充银浆料14等金属，通过金属将在受光面集中的电从非受光面侧的第一电极41 (负电极)取出。EWT方式的太阳能电池元件是指以下结构的太阳能电池元件:即、在太阳能电池元件I的通孔13的内壁设置扩散层，通过扩散层将在受光面集中的电从非受光面侧的第一电极(负电极)取出。
[0043]此外，可以使用本发明的太阳能电池用集电片的太阳能电池元件并不限于上述的具有通孔13的太阳能电池元件。只要是在非受光面上配置有具有不同极性的多个电极的背接触式太阳能电池元件，本发明的太阳能电池用集电片在用于没有通孔13的构成的太阳能电池元件的情况下，也可以作为能够防止上述短路的同时缓和外部冲击的集电片而优选使用。作为一个例子，“interdigitated back-contact (指叉背接触)(IBC)方式”的太阳能电池元件也可以优选使用本发明的太阳能电池用集电片。这里，IBC方式的太阳能电池元件是指在太阳能电池元件的背面形成梳型形状的P型、η型扩散层并从该P、η区域取电的结构的太阳能电池元件。
[0044]参照图3至图5对本发明的太阳能电池用集电片2的实施方式进行说明。图3是示意性示出具有通孔13的背接触式太阳能电池元件I和本发明的太阳能电池用集电片2的接合部件3的立体图。图4是图3的接合部件3在太阳能电池元件I和太阳能电池用集电片2接合前的状态下的沿Y-Y线的截面图。图5是图3的接合部件3在太阳能电池元件I和太阳能电池用集电片2接合后的状态下的沿Y-Y线的截面图。
[0045]〈太阳能电池用集电片(第一实施方式)〉
[0046]本实施方式的太阳能电池用集电片2具有树脂基材21、电路22、密封材料层23、及形成于密封材料层23的一部分中的导通凹部24。在树脂基材21的表面上形成有由布线部221和非布线部222构成的电路22，布线部221含有例如铜等金属。并且，覆盖电路22地形成有密封材料层23。此外，形成有从密封材料层23的上部表面贯通至电路22的上部表面的导通凹部24。
[0047]树脂基材21是成型为片状的树脂。这里，片状是包括膜状的概念，在本发明中两者没有区别。作为构成树脂基材21的树脂，例如可以例示出聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、环状聚烯烃类树脂、聚苯乙烯类树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氯乙烯类树脂、氟类树脂、聚甲基丙烯酸类树脂、聚碳酸酯类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯类树脂、各种尼龙等聚酰胺类树脂、聚酰亚胺类树脂、聚酰胺酰亚胺类树脂、聚芳基邻苯二甲酸酯(U 7.U —;7夕 > 一卜)类树脂、有机硅类树脂、聚砜类树脂、聚苯硫醚类树脂、聚醚砜类树脂、聚氨酯类树脂、乙缩醛类树脂、纤维素类等。
[0048]树脂基材21的厚度根据太阳能电池用集电片2所要求的强度、薄度等进行适当设定即可。树脂基材21的厚度没有特别限定，但是，作为一个例子，可以列举出20μπι?250 μ m0
[0049]电路22是以期望的布线形状形成于太阳能电池用集电片2的表面的电气布线。电路22的布线部221是含有例如铜等金属的层。为了使电路22形成于树脂基材21的表面，可以例示出使铜箔接合于树脂基材21的表面之后、通过蚀刻处理等对该铜箔进行图案化的方法。
[0050]电路22的厚度根据太阳能电池用集电片2所要求的耐电流的大小等进行适当设定即可。电路22的厚度没有特别限定，但是，作为一个例子，可以列举出ΙΟμπι?50μπι。
[0051]如图5所示，密封材料层23在电路22上形成在除导通凹部24所占位置之外的位置上。此外，本发明中的密封材料层也被称为填充材料，是指在太阳能电池模块中用于固定太阳能电池元件的位置、并缓和来自于外部的冲击而配置的例如由烯烃类树脂基材等填充材料所构成的层。
[0052]作为密封材料，有现有公知的乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂(EVA)、离聚物、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚乙烯等烯烃类树脂等，这些中任一种都在冲击缓和特性这一点上具有可以充分缓和来自于外部的冲击的特性。
[0053]这里，例如在不是在电路上层叠密封材料而是在电路上形成由热固化型绝缘油墨等构成的绝缘层的现有太阳能电池用集电片中，为了防止非受光面侧元件与具有和该元件相反的极性的电极所对应的布线部之间的短路，要求该绝缘层按Jis C6481测定的体积电阻值为107Ω以上，优选为10ηΩ以上。本实施例所涉及的太阳能电池用集电片也使密封材料层23发挥上述绝缘层的功能，通过使密封材料层23的电阻值满足上述体积电阻值的条件，从而可以防止上述短路。
[0054]针对用作密封材料层23的EVA以及烯烃类树脂，分别准备样品，按以下方式进行关于绝缘性的试验。
[0055]关于绝缘性的试验是通过按JIS C6481测定下述样品的体积电阻值来进行的。作为测定设备，使用了超绝缘计(日置电机株式会社制:型号SM-8215)。关于样品，使用了日本专利特开2003-46105中记载的烯烃类树脂和VA含量28%的EVA树脂，样品的厚度均为400 μ m。结果如表1所示。
[0056][表1]
【权利要求】
1.一种太阳能电池用集电片，其特征在于， 所述太阳能电池用集电片配置在背接触式的太阳能电池元件的背面侧作为太阳能电池模块中的内部布线用，并且，包括: 电路，形成于树脂基材的表面，通过含有金属的布线部和非布线部构成；以及 层叠在所述电路上的密封材料层， 其中，在所述布线部上的密封材料层中形成有为了隔着所述密封材料层导通所述太阳能电池元件的非受光面侧的电极和与其对应的所述布线部而让所述布线部露出的导通凹部。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池用集电片，其中， 所述太阳能电池用集电片包括第一导通凹部和第二导通凹部作为所述导通凹部，所述第一导通凹部与从所述太阳能电池元件的受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极位置相对应， 所述第二导通凹部与所述太阳能电池元件的非受光面侧元件的正负另一方的第二电极位置相对应。
3.一种太阳能电池用集电片，其特征在于， 所述太阳能电池用集电片配置在背接触式的太阳能电池元件的背面侧作为太阳能电池模块中的内部布线用，并且，包括: 电路，形成于树脂基材的表面，通过含有金属的布线部和非布线部构成； 形成在所述电路上的绝缘层；以及 形成在所述绝缘层上的密封材料层， 其中，在所述布线部上的绝缘层以及密封材料层中形成有为了隔着所述绝缘层以及密封材料层导通所述太阳能电池元件的非受光面侧的电极和与其对应的所述布线部而让所述布线部露出的导通凹部。
4.根据权利要求3所述的太阳能电池用集电片，其中， 所述太阳能电池用集电片包括第一导通凹部和第二导通凹部作为所述导通凹部，所述第一导通凹部与从所述太阳能电池元件的受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极位置相对应， 所述第二导通凹部与所述太阳能电池元件的非受光面侧元件的正负另一方的第二电极位置相对应。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池用集电片，其中， 所述密封材料层按JIS C6481测定的体积电阻值为IO7 Ω以上。
6.根据权利要求1、2或5中任一项所述的太阳能电池用集电片，其中， 所述密封材料层是聚乙烯类树脂或离聚物。
7.根据权利要求3或4所述的太阳能电池用集电片，其中， 所述绝缘层是紫外线固化型绝缘层。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的背面保护片一体化太阳能电池用集电片，其中， 在所述树脂基材的背面侧一体化有背面保护片。
9.一种太阳能电池用集电片 的制造方法，是权利要求1、2、5或6中任一项所述的太阳能电池用集电片的制造方法，包括:在树脂基材的表面层叠了金属箔之后、对所述金属箔进行蚀刻以形成电路的工序；以及 在所述密封材料层中形成构成所述导通凹部的贯通孔并将所述密封材料层层叠在所述电路上的工序。
10.一种太阳能电池用集电片的制造方法，是权利要求3、4或7中任一项所述的太阳能电池用集电片的制造方法，包括: 在树脂基材的表面层叠了金属箔之后、对所述金属箔进行蚀刻以形成电路的工序； 在所述布线部以及非布线部的除所述导通凹部之外的部分、图案形成所述绝缘层的工序；以及 在所述密封材料层中形成构成所述导通凹部的贯通孔并将所述密封材料层层叠在所述绝缘层上的工序。
11.一种太阳能电池模块，包括将权利要求2或4所述的太阳能电池用集电片层叠在背接触式的太阳能 电池元件的非受光面侧而成的接合部件，其中， 所述太阳能电池元件具有受光面侧元件和非受光面侧元件，并包括从所述受光面侧元件经由通孔形成到非受光面侧的正负一方的第一电极、以及形成于所述非受光面侧元件上的正负另一方的第二电极， 在所述太阳能电池用集电片的所述导通凹部中填充有导电性材料， 所述第一电极和所述第一导通凹部内的导电性材料导通接合， 所述第二电极和所述第二导通凹部内的导电性材料导通接合。
12.—种太阳能电池模块,包括: 电路，形成于树脂基材的表面，由金属的布线部和非布线部构成； 密封材料层，被层叠在所述电路上或形成于所述电路上的绝缘层上；以及 层叠在所述密封材料层上的背接触式的太阳能电池元件。
【文档编号】H01L31/042GK103797582SQ201280044426
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年2月29日 优先权日:2012年2月29日
【发明者】驹井贵之, 江本智史 申请人:大日本印刷株式会社