专利名称：太阳能电池模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用配线件将太阳能电池的连接用电极相互电连接的太阳能电池模 块。
背景技术：
历来，太阳能电池模块利用铜箔等导电材料构成的配线件，将多个太阳能电池的 连接用电极相互电连接，在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保护材料与由PET(聚对 苯二甲酸乙二醇酯)等的薄膜构成的背面保护材料之间，利用EVA(醋酸乙烯)等具有透光 性的密封材料密封。太阳能电池是在光电变换部的主面上形成输出功率用的一对电极而被制成。通 常，是在光电变换部的光入射面及背面上形成一对电极。这时，在光入射面上设置的电 极，使用导电性的浆料，形成为具有多个指状电极及母线(bus bar)电极的梳状。而且， 在设置于一个太阳能电池的表面的母线电极上与设置于另一个太阳能电池的背面的母线 电极上，通过焊锡连接配线件，由此，将多个太阳能电池串联连接(例如，参照日本专利 2005-217148 号公报)。历来，在利用焊锡将配线件连接在母线电极上时，首先，在母线电极的表面或配线 件的电池侧表面上涂敷助焊剂。然后，在将配线件配置于母线电极上之后，进行加热。由此， 使配线件表面的焊锡与母线电极中的金属部合金化，以良好的接合力实现母线电极与配线 件的接合。但是，在上述方法中，助焊剂的残渣会存在于母线电极与配线件的合金层，成为电 阻成分。因此，存在有太阳能电池模块的输出功率下降的问题。这样的问题不限于专利文献1中所记载的技术，在太阳能电池的电极与连接太阳 能电池之间的配线件上使用焊锡的情况下，及利用焊锡连接太阳能电池的电极与取出电极 的情况下，都存在有这样的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的是提供降低太阳能电池的电极与互连线 之间的电阻，抑制输出功率下降的太阳能电池模块。本发明的第一特征是一种太阳能电池模块，该太阳能电池模块包括具备具有第 一及第二主面的光电变换部，配置在第一主面上、由导电性浆料构成的第一电极，和配置在 第一主面或第二主面上、具有与第一电极相反极性的第二电极的两个太阳能电池；将两个
3电池中的一个太阳能电池的第一电极与另一个太阳能电池的第二电极电连接的配线件；和 配置于第一电极与配线件之间并由包含多个导电性颗粒的树脂构成的连接层，第一电极与 配线件通过导电性颗粒电连接，在与连接层连接的第一电极的表面形成凸凹形状，导电性 颗粒从第一电极表面的凹部露出。本发明的第二特征涉及本发明的第一特征，在呈现在垂直于第一电极的表面的截 面上的第一电极的表面长度Imm的范围内，优选使以导电性颗粒的长径的平均值规定的导 电性颗粒的平均粒径除以以十点平均高度规定的第一电极的表面粗糙度而得到的值在0. 2 以上、1.5以下的范围内。本发明的第三特征涉及本发明的第二特征，导电性颗粒的平均粒径除以第一电极 的表面粗糙度而得到的值也可以在0.5以上、1.2以下的范围内。本发明的第三特征涉及本发明的第一特征，也可以在连接于连接层的配线件的表 面上，配置比导电性颗粒柔软的层。
图1表示本发明的实施方式的太阳能电池模块的结构，是沿图2的I-I切面的截 面图。图2是将构成图1的太阳能电池模块的一个太阳能电池50放大后的平面图。图3表示图2的太阳能电池50的叠层结构，是沿III-III切面的截面图。图4是将母线电极20与配线件40的连接部分放大后的截面图。图5是按照母线电极20的表面粗糙度，以导电性颗粒70的平均粒径为横坐标、标 准化输出功率为纵坐标的图。图6是以导电性颗粒70的平均粒径除以以十点平均高度规定的集电极的表面粗 糙度而得到的值(平均粒径/表面粗糙度)为横坐标、标准化输出功率为纵坐标的图。
具体实施例方式下面参照附图，对本发明的实施方式加以说明。在图面的记述中，对于同一部分付 与同样的符号。参照图1，对本发明的实施方式的太阳能电池模块的结构加以说明。太阳能电池模 块具有多个(例如3个)太阳能电池50。各个太阳能电池50与邻接的其它太阳能电池50 通过在铜箔表面镀锡的配线件40串联连接。太阳能电池50具有由光入射而发生光生成载 体的光电变换部10，和用于取出光电变换部10所发生的光生成载体(carrier)的一对正负 电极。一对正负电极通常是分别设置于光电变换部10的光入射面及背面。在这种情况 下，为了尽量减小遮挡入射光的面积，一对电极中的设置于光入射面的电极，形成为多个窄 幅的指状电极30与宽幅的母线电极20组合而成的例如梳状。指状电极30是光电变换部 10所生成的光生成载体的收集用电极。在光电变换部10的光入射面的几乎全部的区域上， 例如每隔2mm配置有具有100 μ m左右宽度的指状电极30。另外，母线电极20是多个指状 电极30收集的光生成载体的集电用的电极，例如以约Imm的宽度与全部的指状电极30交 叉而形成线状。而且，母线电极20的数目，是考虑太阳能电池的大小及电阻后适当设置的。
另外，由于另一个电极通常是设置于光电变换部10的背面，所以没有必要考虑入 射光。所以，另一个电极既可以以覆盖几乎全部光电变换部10的背面的方式形成，也可以 形成为与光入射侧的电极同样的梳状。当另一个电极以覆盖几乎全部光电变换部10的背面的方式形成时，光电变换部 10的“第一主面”相当于光入射面，“第二主面”相当于背面。另一方面，当另一个电极在光 电变换部10的背面上形成为与光入射侧的电极同样的梳状时，“第一主面”及“第二主面” 可以是光入射面和背面中的任一个。另外，也有一对正负电极的双方都设置于光电变换部10的背面的太阳能电池。这 时，设置于光电变换部10的背面的一对正负电极的双方，形成为具有多个指状电极与母线 电极的梳状。在这种情况下，光电变换部10的“第一主面”相当于背面，“第二主面”相当于光入 射面。虽然本发明并不限定配置一对正负电极的面，但在本实施方式中，对在光电变换 部10的光入射面与背面上分别具有一对正负电极的太阳能电池进行说明。进而，虽然本发 明并不限定在光电变换部10的背面上设置的电极的形状，但在图1中以在光电变换部10 的背面也设置有多个指状电极30和母线电极20的太阳能电池50为例进行说明。太阳能电池50具有通过受光而生成光生成载体的光电变换部10，和对光电变换 部10生成的光生成载体进行集电的指状电极30以及母线电极20。还有，虽然省略了图示， 图1所示的太阳能电池50，在玻璃、透光性塑料等具有透光性的表面保护材料与由利用树 脂薄膜将PET等薄膜或铝箔包夹形成的层叠薄膜等构成的背面保护材料之间，利用EVA等 具有透光性的密封材料密封。参照图2，对构成图1的太阳能电池模块的太阳能电池50的平面结构进行说明。 在本发明的实施方式中，作为太阳能电池50，以具有HIT结构的太阳能电池为例进行说明。 在光电变换部10的表面上，形成有对光电变换部10生成的光生成载体进行集电的指状电 极30以及与多个指状电极30相连接的母线电极20。多个直线状的指状电极30相互平行， 在光电变换部10的表面上以均勻间隔配置。母线电极20配置在相对指状电极30垂直的 方向上，对多个指状电极30收集的光生成载体进行进一步集电。将对于光电变换部10生 成的光生成载体进行集电的指状电极30和母线电极20总称为“集电极”。集电极例如由将 环氧树脂作为粘合剂、银颗粒作为装填物的热硬化型导电性浆料形成，但并不限于此。图1 是沿图2的I-I切面的截面图。参照图3，对图2的太阳能电池50的叠层结构加以说明。图3是沿图2的III-III 切面的太阳能电池50的截面图。如上所述，太阳能电池50具有由多层(IOa IOg)构成 的叠层结构的光电变换部10，和在光电变换部10的上面及下面形成的集电极、即指状电极 30及母线电极20。光电变换部10具有m型单结晶硅基板10d，在基板IOd的上面形成的i型非晶质 硅层10c，在i型非晶质硅层IOc的上面形成的ρ型非晶质硅层10b，在ρ型非晶质硅层IOb 的上面形成的ITO膜10a，在η型单结晶硅基板IOd的下面形成的i型非晶质硅层10e，在 i型非晶质硅层IOe的下面形成的η型非晶质硅层IOf，和在η型非晶质硅层IOf的下面形 成的ITO膜10g。在ITO膜IOa的上面及ITO膜IOg的下面，形成有由母线电极20与指状电极30构成的集电极。这样，将在单结晶硅基板(IOd)与非晶质硅层(IObUOf)之间，夹 着具有实质上几乎对发电没有贡献的厚度的实质上为真性非晶质硅层(IOcUOe)的结构 叫做“HIT结构”。通过HIT结构，能够降低单结晶硅层与非晶质硅层的界面的晶体缺陷，改 善异质结界面的特性(参照日本专利第2614561号公报等)。参照图4，对母线电极20与配线件40的连接部分加以说明。在母线电极20与配 线件40之间，配置有由包含多个导电性颗粒70的树脂60构成的粘结层80。母线电极20 与配线件40是通过导电性颗粒70而电连接。而且，树脂60将母线电极20与配线件40粘
结在一起。树脂60例如是环氧树脂系的热硬化型树脂，导电性颗粒70例如是镍。在图4中， 连接母线电极20与配线件40的导电性颗粒70有多个。母线电极20及配线件40，通过各 导电性颗粒70电连接。在与粘结层80连接的母线电极20的表面形成有凹凸形状。导电性颗粒70从母 线电极20表面的凹部露出。导电性颗粒70的露出部分与配线件40相连接。S卩，在粘结层 80所包含的多个导电性颗粒70中，配置在母线电极20表面的凹部上的导电性颗粒70，与 周围的凸部的顶点相比，向配线件40 —侧突出配置。导电性颗粒70的突出部分与配线件 40连接。这样，通过导电性颗粒70使母线电极20与配线件40连接，与历来的焊锡连接相 比，由于能够降低母线电极20与配线件40之间的电阻，所以能够抑制太阳能电池模块的输 出功率的下降。另外，在母线电极20的凸部与配线件40之间存在有树脂60。由此，在提高母线电 极20与配线件40的粘合力的同时，还能够使导电性颗粒70作为母线电极20与配线件40 之间的隔片调整垫(spacer)起作用。因此，能够容易地对母线电极20与配线件40的距离 进行控制。还有，因为如上所述利用树脂60粘结配线件40，所以优选树脂60中的导电性颗粒 70相互分散而存在。在与粘结层80连接的配线件40的表面，优选形成比导电性颗粒70柔软的层。在 本实施方式中，配线件40由铜箔等金属制的材料构成，在其周围镀锡。该镀锡形成比镍颗 粒70柔软的层。由此，比导电性颗粒70柔软的层就能够吸收使配线件40与母线电极20 连接时所施加的压力。还有，配线件40的表层材料与导电性颗粒70的材料的组合，并不限 定于上述镍与锡。根据表1所示的金属元素的硬度，能够选择各种各样的组合。一般地，物 质的硬度，可以由布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、莫氏硬度等方法进行测量比较。表1是主 要金属元素的莫氏硬度的汇总。当导电性颗粒70是镍时，能够在配线件40的表面镀比镍 软的锡(Sn)、银(Ag)。这里，所谓“莫氏硬度”，主要是对矿物质的硬度的尺度，利用测量硬 度的试料物质擦划标准物质，根据擦痕的有无测定硬度。表 权利要求
1.一种太阳能电池模块，其特征在于，包括两个太阳能电池，该太阳能电池包括具有第一主面和第二主面的光电变换部，配置在 所述第一主面上、且在表面具有凹凸形状的第一电极，和配置在所述第一主面上或所述第 二主面上、且具有与所述第一电极相反极性的第二电极；将所述两个太阳能电池中的一个太阳能电池的所述第一电极与另一个太阳能电池的 所述第二电极电连接的配线件；和配置于所述第一电极与所述配线件之间，并且由包含多个导电性颗粒的树脂构成的连 接层，所述多个导电性颗粒在所述树脂中分散地存在，所述连接层所包含的多个导电性颗粒中的、在所述第一电极的表面的凹部上配置的导 电性颗粒，相比于周围的凸部的顶点，向所述配线件一侧突出配置，导电性颗粒的突出的部 分与配线件相接，由此将所述第一电极与所述配线件电连接，在相邻的导电性颗粒之间存在的所述树脂，将所述配线件与所述第一电极粘接。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于所述导电性颗粒，由选自镍、铜、银、铝、锡和金中的至少一种金属颗粒或它们的合金构成。
3.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于 所述导电性颗粒是通过对无机氧化物施加金属涂层而形成的。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于所述导电性颗粒是通过对树脂、或者树脂的共聚物或混合物施加金属涂层而形成的。
5.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于所述树脂包括选自环氧树脂、丙烯树脂、聚酰亚胺树脂、苯酚树脂、氨基甲酸乙树脂和 硅树脂中的至少一种树脂，或这些树脂的混合物或共聚物。
6.如权利要求5所述的太阳能电池模块，其特征在于 所述树脂包括环氧树脂或丙烯树脂。
7.如权利要求1所述的太阳能电池模块，其特征在于 所述第一电极包含与所述连接层中的树脂同种类的树脂。
全文摘要
本发明提供一种太阳能电池模块。该太阳能电池模块包括具备具有第一和第二主面的光电变换部(10)，配置在第一主面上、由导电性浆料构成的第一电极(20)，和配置在第一主面或第二主面上、具有与第一电极(20)相反极性的第二电极的两个太阳能电池；将两个电池中的一个太阳能电池的第一电极(20)与另一个太阳能电池的第二电极电连接的配线件(40)；和配置于第一电极(20)与配线件(40)之间，并且由包含多个导电性颗粒(70)的树脂(60)构成的连接层(80)，第一电极(20)与配线件(40)通过导电性颗粒电(70)连接，在与连接层(80)连接的第一电极(20)的表面形成凸凹形状，导电性颗粒(70)从第一电极(20)表面的凹部露出。
文档编号H01L31/0224GK102136513SQ20111004287
公开日2011年7月27日 申请日期2007年11月29日 优先权日2006年11月29日
发明者吉岭幸弘, 角村泰史 申请人:三洋电机株式会社