太陽能電池模塊的制造方法、太陽能電池模塊和焊帶的連接方法
【專利摘要】在焊帶之間確保充分的連接可靠性，維持輸出。配設(shè)多個(gè)在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極(12)作為表面電極、在另一面設(shè)置有背面電極(13)的太陽能電池單元(2)，經(jīng)由粘接劑(17)將焊帶3在一個(gè)太陽能電池單元(2)的多個(gè)表面電極(12)上與多個(gè)表面電極(12)交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與一個(gè)太陽能電池單元(2)鄰接的其他太陽能電池單元(2)的背面電極(13)上，通過經(jīng)由緩沖材料(31)從焊帶(3)上進(jìn)行熱加壓，使粘接劑(17)固化，并且將焊帶(3)按壓至表面電極(12)并使焊帶(3)遍及長邊方向以波形變形。
【專利說明】太陽能電池模塊的制造方法、太陽能電池模塊和焊帶的連接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多個(gè)太陽能電池單元的連接用電極由焊帶(tab wire)互相電連接而成的太陽能電池模塊、太陽能電池模塊和焊帶的連接方法。
[0002]本申請以2011年9月5日在日本申請的日本專利申請?zhí)柼卦?011-193340為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，通過參照該申請，引用于本申請中。
【背景技術(shù)】
[0003]一般而言，太陽能電池通過串聯(lián)連接多個(gè)太陽能電池單元，被用作實(shí)現(xiàn)100W以上的輸出的太陽能電池模塊。
[0004]對于結(jié)晶硅類太陽能電池模塊而言，多個(gè)鄰接的太陽能電池單元由作為內(nèi)部連線的焊帶連接，該焊帶由被焊料涂覆的帶狀的銅箔等導(dǎo)電材料構(gòu)成。焊帶通過其一端側(cè)與一個(gè)太陽能電池單元的表面電極焊料連接，其另一端側(cè)與鄰接的其他太陽能電池單元的背面電極焊料連接，將各太陽能電池單元串聯(lián)連接(參照專利文獻(xiàn)I)。
[0005]但是，由于在焊接中進(jìn)行利用約260°C的高溫的連接處理，因此擔(dān)心太陽能電池單元會翹曲。另外，由于在焊接中使用焊劑，因此還會擔(dān)心焊劑的殘?jiān)鼘?dǎo)致太陽能電池單元的密封樹脂剝落或粘接性惡化。
[0006]因此，以往在太陽能電池單元的表面電極和背面電極與焊帶的連接中使用導(dǎo)電性粘接膜，該導(dǎo)電性粘接膜能夠利用比較低的溫度下的熱壓接處理進(jìn)行連接(專利文獻(xiàn)2)。作為這樣的導(dǎo)電性粘接膜，使用將平均粒徑為幾P m數(shù)量級的球狀或者鱗片狀的導(dǎo)電性粒子分散在熱固化型粘合劑樹脂組合物中并膜化的導(dǎo)電性粘接膜。
[0007]導(dǎo)電性粘接膜在介于表面電極和背面電極與焊帶之間后，通過從焊帶上進(jìn)行熱加壓，粘合劑樹脂示出流動性而從電極、焊帶間流出，并且導(dǎo)電性粒子夾持在電極與焊帶間以謀求兩者的導(dǎo)通，粘合劑樹脂在該狀態(tài)下熱固化。由此，可利用焊帶形成多個(gè)太陽能電池單元被導(dǎo)通連接的串。
[0008]使用導(dǎo)電性粘接膜來連接焊帶與表面電極和背面電極的多個(gè)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)材料與由PET (Poly Ethylene Terephthalate:聚對苯二甲酸乙二醇酯)等膜構(gòu)成的背面保護(hù)材料之間，被乙烯一乙酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)等具有透光性的密封材料密封。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-356349號公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-135654號公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明要解決的問題 可是，為了提高太陽能電池模塊的輸出，需要降低由于焊帶所造成的電阻值，因此需要增大焊帶的截面積。但是，若增大焊帶的截面積，則焊帶自身的剛性會提高。另外，對于由銅箔等構(gòu)成的焊帶和由硅電池構(gòu)成的太陽能電池單元或由Ag糊料等構(gòu)成的表面電極而言，銅箔的線膨脹系數(shù)大于硅電池的線膨脹系數(shù)，若加熱太陽能電池單元，則銅箔會更多地延伸。因此，擔(dān)心由于伴隨熱膨脹的焊帶與太陽能電池單元表面、或在該表面形成的與電極的連接點(diǎn)所產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，導(dǎo)致焊帶之間的連接可靠性下降。特別是擔(dān)心在太陽能電池單元2的端部，與焊帶的應(yīng)力形變會累積，單元開裂、翹曲的危險(xiǎn)增高，另外由此導(dǎo)致輸出下降。
[0011]另外，在結(jié)晶硅類太陽能電池單元中，廉價(jià)且大量供應(yīng)作為原料的硅成為一個(gè)問題，近些年來，開始利用多晶娃錠極薄(例如以200μηι?150 μ m)地切出娃晶片并用于批量生產(chǎn)。在這樣的輕薄的太陽能電池單元中，由于更容易產(chǎn)生應(yīng)力形變所引起的開裂、翹曲，因此期望有防止焊帶的連接可靠性下降，以及由此導(dǎo)致輸出下降的措施。
[0012]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠在與焊帶之間確保充分的連接可靠性并維持輸出的太陽能電池模塊、這樣的太陽能電池模塊的制造方法和焊帶的連接方法。
[0013]用于解決問題的手段
為解決上述問題，本發(fā)明所涉及的太陽能電池模塊的制造方法，配設(shè)多個(gè)在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極、在另一面設(shè)置有背面電極的太陽能電池單元，經(jīng)由粘接劑將焊帶在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上，通過經(jīng)由緩沖材料從所述焊帶上進(jìn)行熱加壓，使所述粘接劑固化，并且使所述焊帶與所述線狀電極連接，將所述焊帶按壓至所述表面電極并使所述焊帶遍及長邊方向以波形變形。
[0014]另外，本發(fā)明所涉及的太陽能電池模塊包括:多個(gè)太陽能電池單元，在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極，在另一面設(shè)置有背面電極；以及焊帶，經(jīng)由粘接劑層在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上，將所述一個(gè)太陽能電池單元與所述其他太陽能電池單元連接，所述焊帶與并列設(shè)置有所述表面電極的所述一面的高低差相應(yīng)地，遍及長邊方向形成為波形。
[0015]另外，本發(fā)明所涉及的焊帶的連接方法，配設(shè)多個(gè)在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極、在另一面設(shè)置有背面電極的太陽能電池單元，經(jīng)由粘接劑將焊帶在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上，通過經(jīng)由緩沖材料從所述焊帶上進(jìn)行熱加壓，使所述粘接劑固化，并且使所述焊帶與所述線狀電極連接，將所述焊帶按壓至所述表面電極并使所述焊帶遍及長邊方向以波形變形。
[0016]發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，將焊帶經(jīng)由粘接劑與在單元表面并列設(shè)置多個(gè)的線狀電極交叉配設(shè)，通過經(jīng)由緩沖材料從焊帶上進(jìn)行熱加壓，使粘接劑固化，并且將焊帶按壓至線狀電極并使焊帶遍及長邊方向以波形變形。由此，即使在太陽能電池模塊暴露在高溫環(huán)境的情況下，也能夠?qū)⒁酝蚱叫蟹较虻暮笌У木€膨脹所導(dǎo)致的應(yīng)力釋放為垂直分量，降低在與太陽能電池單元的連接部產(chǎn)生的應(yīng)力，提高連接可靠性。所以，根據(jù)本發(fā)明，通過吸收焊帶的熱膨脹所導(dǎo)致的延伸，提高連接可靠性，從而能以高比例維持太陽能電池模塊的初期的輸出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是示出太陽能電池模塊的分解立體圖；
圖2是示出太陽能電池單元的串的剖視圖；
圖3是示出太陽能電池單元的背面電極和連接部的俯視圖；
圖4是示出在太陽能電池單元連接焊帶的工序的側(cè)視圖；
圖5是示出導(dǎo)電性粘接膜的剖視圖；
圖6是示出卷繞為卷筒狀的導(dǎo)電性粘接膜的圖；
圖7是示出焊帶的連接工序的剖視圖；
圖8是示出設(shè)置有輔助電極的太陽能電池單元的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面，參照附圖，詳細(xì)說明適用了本發(fā)明的太陽能電池模塊的制造方法、太陽能電池模塊和焊帶的連接方法。此外，本發(fā)明不僅限于以下的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)，當(dāng)然能夠進(jìn)行各種變更。另外，附圖是示意圖，各尺寸的比率等有時(shí)會與現(xiàn)實(shí)不同。具體的尺寸等應(yīng)該參考以下的說明來判斷。另外，在附圖相互間，當(dāng)然也包含相互的尺寸關(guān)系或比率不同的部分。
[0019][太陽能電池模塊]
適用了本發(fā)明的太陽能電池模塊I如圖1?圖3所示，多個(gè)太陽能電池單元2具有由作為內(nèi)部連線的焊帶3串聯(lián)連接而成的串4，包括將多個(gè)該串4排列的矩陣5。而且，對于太陽能電池模塊I而言，通過該矩陣5由密封材料的片材6夾著，與設(shè)在光接收面?zhèn)鹊谋砻嫔w板7和設(shè)在背面?zhèn)鹊谋称?被一并層壓，最后在周圍安裝鋁等金屬框架9而形成。
[0020]作為密封材料，例如使用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物樹脂(EVA)等透光性密封材料。另外，作為表面蓋板7，例如使用玻璃、透光性塑料等透光性的材料。另外，作為背片8，使用用樹脂膜夾持玻璃、鋁箔的層疊體等。
[0021]太陽能電池模塊的各太陽能電池單元2具有光電轉(zhuǎn)換元件10。下面，作為光電轉(zhuǎn)換元件10，以使用單晶硅型光電轉(zhuǎn)換元件、多晶硅型光電轉(zhuǎn)換元件的結(jié)晶硅類太陽能電池為例進(jìn)行說明。
[0022]另外，光電轉(zhuǎn)換元件10在光接收面?zhèn)炔⒘性O(shè)置多個(gè)對內(nèi)部產(chǎn)生的電進(jìn)行集電的線狀的指狀電極12。指狀電極12通過在太陽能電池單元2的成為光接收面的表面，例如利用絲網(wǎng)印刷等涂布Ag糊料后進(jìn)行燒成而形成。另外，指狀電極12遍及光接收面的整個(gè)表面，例如具有約50?200 μ m左右的寬度的線以預(yù)定間隔、例如每隔2_大致平行地形成多個(gè)。
[0023]該太陽能電池單元2是未設(shè)置焊帶3被重疊的匯流條電極的、所謂的無匯流條構(gòu)造。而且，太陽能電池單元2的后述焊帶3經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜17直接與指狀電極12連接。
[0024]另外，光電轉(zhuǎn)換元件10在與光接收面相反的背面?zhèn)仍O(shè)置有由鋁、銀構(gòu)成的背面電極13。背面電極13如圖2和圖3所示，例如是由鋁、銀構(gòu)成的電極利用絲網(wǎng)印刷、濺射等形成在太陽能電池單元2的背面。背面電極13具有經(jīng)由后述的導(dǎo)電性粘接膜17與焊帶3連接的焊帶連接部14。
[0025]而且，太陽能電池單元2利用焊帶3將在表面形成的指狀電極12、與鄰接的太陽能電池單元2的背面電極13電連接，由此構(gòu)成串聯(lián)連接的串4。焊帶3與指狀電極12和背面電極13由后述的導(dǎo)電性粘接膜17連接。
[0026][焊帶]
焊帶3如圖2所示，是將鄰接的太陽能電池單元2X、2Y、2Z各個(gè)之間電連接的長條狀的導(dǎo)電性基體材料。焊帶3例如通過將軋制為厚度50?300 μ m的銅箔、鋁箔分叉；或者將銅、鋁等細(xì)金屬線軋制為平板狀，得到與導(dǎo)電性粘接膜17大致相同寬度的I?3mm寬度的扁的銅絲。然后，焊帶3通過對該扁銅絲根據(jù)需要實(shí)施鍍金、鍍銀、鍍錫、焊鍍等而形成。
[0027]焊帶3將一面3a作為向太陽能電池單元2的設(shè)置有匯流條電極11的表面的連接面，將另一面3b作為向太陽能電池單元2的設(shè)置有背面電極13的背面的連接面。另外，焊帶3將長邊方向的一端側(cè)作為與太陽能電池單元2的表面連接的表面連接部3c，將長邊方向的另一端側(cè)作為與太陽能電池單元2的背面連接的背面連接部3d。
[0028]由此，焊帶3成為將鄰接的太陽能電池單元2X、2Y、2Z的各個(gè)之間電連接的內(nèi)部連線。另外，焊帶3通過配設(shè)為使得表面連接部3c與在太陽能電池單元2的光接收面形成的多個(gè)指狀電極12交叉，兼用對各指狀電極12的電力進(jìn)行集電的集電電極。
[0029]焊帶3如圖4(A)、(B)所示，在配設(shè)在太陽能電池單元2的光接收面和背面后，通過被在按壓面30a設(shè)置有緩沖材料31的加熱按壓頭30進(jìn)行熱加壓，經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜17與指狀電極12和背面電極13連接。
[0030]此時(shí)，焊帶3如圖2和圖4所示，通過與指狀電極12交叉，與指狀電極12與太陽能電池單元2的光接收面的高低差、即指狀電極12的高度Tl和緩沖材料31的厚度T2相應(yīng)地，遍及長邊方向形成為波形。即，焊帶3在太陽能電池單元2的光接收面的面內(nèi)延伸，并且由于指狀電極12而向太陽能電池單元2的光接收面的上側(cè)隆起，由此遍及長邊方向形成為波形。所以，焊帶3在對后述的導(dǎo)電性粘接膜17熱固化時(shí)，即使在由加熱按壓頭30進(jìn)行熱加壓時(shí)、太陽能電池模塊I實(shí)際使用時(shí)而反復(fù)暴露在高溫環(huán)境和低溫環(huán)境時(shí)，也能夠?qū)⒕€膨脹所導(dǎo)致的應(yīng)力不僅作為與太陽能電池單元2的面內(nèi)方向平行的分量，而且作為垂直方向的分量釋放。此外，焊帶3的波的數(shù)量與指狀電極12的數(shù)量相應(yīng)地形成。
[0031]太陽能電池模塊I通過將焊帶3遍及長邊方向形成為波形，吸收線膨脹所導(dǎo)致的焊帶3的延伸，降低基于太陽能電池單元2與焊帶3的線膨脹系數(shù)之差的內(nèi)部應(yīng)力。即，太陽能電池模塊I通過將以往僅朝向與太陽能電池單元2的面內(nèi)方向平行的方向的、焊帶3的線膨脹所導(dǎo)致的應(yīng)力作為垂直分量釋放，能夠降低施加在單元整體、特別是施加在單元端部的應(yīng)力，防止單元的開裂、翹曲，提高與焊帶3的連接可靠性。由此，太陽能電池模塊I能以高比例維持初期的輸出。
[0032][導(dǎo)電性粘接膜]
接下來，說明成為將焊帶3與太陽能電池單元2的表面和背面連接的粘接劑的導(dǎo)電性粘接膜17。導(dǎo)電性粘接膜17如圖5和圖6所示，在至少具有環(huán)氧樹脂、固化劑的熱固化性的粘合劑樹脂層22高密度填充有導(dǎo)電性粒子23。
[0033]作為導(dǎo)電性粘接膜17所使用的導(dǎo)電性粒子23沒有特別限制，例如可以例舉鎳、金、銀、銅等金屬粒子、對樹脂粒子實(shí)施鍍金等的粒子、在對樹脂粒子實(shí)施鍍金的粒子的最外層實(shí)施了絕緣覆蓋的粒子等。此外，導(dǎo)電性粒子23的平均粒徑可以在I~50 μ m的范圍內(nèi)使用，優(yōu)選的是在10~30 μ m的范圍內(nèi)使用。另外，導(dǎo)電性粒子23的形狀優(yōu)選是球狀、或者扁平狀。
[0034]導(dǎo)電性粘接膜17的熱固化性的粘合劑樹脂層22的組成至少含有環(huán)氧樹脂、固化齊?，優(yōu)選的是進(jìn)一步含有膜形成樹脂、硅烷偶聯(lián)劑。
[0035]作為環(huán)氧樹脂，沒有特別限制，可以使用市場上出售的所有環(huán)氧樹脂。作為這樣的環(huán)氧樹脂，具體而言可以使用萘型環(huán)氧樹脂、聯(lián)苯型環(huán)氧樹脂、苯酚酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚型環(huán)氧樹脂、二苯乙烯型環(huán)氧樹脂、三酚甲烷型環(huán)氧樹脂、苯酚芳型環(huán)氧樹脂、萘酚型環(huán)氧樹脂、雙環(huán)戊二烯型環(huán)氧樹脂、三苯甲烷型環(huán)氧樹脂等。這些可以單獨(dú)使用，也可以組合2種以上來使用。另外，也可以與丙烯酸樹脂等其他有機(jī)樹脂適當(dāng)組合來使用。
[0036]固化劑也可以具有潛伏性。潛伏性固化劑通常不會反應(yīng)，利用某種觸發(fā)來活化并開始反應(yīng)。對于觸發(fā)，可以根據(jù)用途選擇并使用熱、光、加壓等。其中，在本申請中，合適使用加熱固化型的潛伏性固化劑，通過經(jīng)由焊帶3被加熱按壓頭30加熱按壓而正式固化。
[0037]膜形成樹脂相當(dāng)于平均分子量為10000以上的高分子量樹脂，從膜形成性的觀點(diǎn)而言，優(yōu)選為10000~80000左右的平均分子量。作為膜形成樹脂，可以使用環(huán)氧樹脂、改性環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、苯氧基樹脂等各種樹脂，其中，從膜形成狀態(tài)、連接可靠性等觀點(diǎn)而言，合適使用苯氧基樹脂。
[0038]作為硅烷偶聯(lián)劑，可以使用環(huán)氧類、氨類、巰基硫化物類、脲類等。在這些中，在本實(shí)施方式中優(yōu)選使 用環(huán)氧類硅烷偶聯(lián)劑。由此，可以提高有機(jī)材料和無機(jī)材料的界面的粘接性。
[0039]另外，作為其他添加組合物，優(yōu)選含有無機(jī)填充物。通過含有無機(jī)填充物，調(diào)整壓接時(shí)的樹脂層的流動性，能夠提高粒子捕捉率。作為無機(jī)填充物，可以使用二氧化硅、滑石、氧化鈦、碳酸鈣、氧化鎂等，無機(jī)填充物的種類沒有特別限定。
[0040]圖6是示意導(dǎo)電性粘接膜17的制品形態(tài)的一個(gè)例子的圖。該導(dǎo)電性粘接膜17在剝離基體材料24上層疊粘合劑樹脂層22，成形為帶狀。該帶狀的導(dǎo)電性粘接膜卷繞層疊在卷筒25，使得剝離基體材料24成為外周側(cè)。作為剝離基體材料24，沒有特別限制，可以使用 PET(Poly Ethylene Terephthalate:聚對苯二甲酸乙二醇酯)，OPP(OrientedPolypropylene:拉伸聚丙烯)，PMP (Poly-4-methlpentene-l:聚-4-甲基戍燒-1),PTFE(Polytetrafluoroethylene:聚四氟乙烯)等。另外，導(dǎo)電性粘接膜17也可以為在粘合劑樹脂層22上具有透明的蓋膜的構(gòu)成。
[0041]此時(shí)，作為粘貼在粘合劑樹脂層22上的蓋膜，也可以使用上述的焊帶3。導(dǎo)電性粘接膜17的粘合劑樹脂層22層疊在焊帶3的成為向太陽能電池單元2的表面的粘接面的一面3a、或者成為向太陽能電池單元2的背面的粘接面的另一面3b。這樣，通過預(yù)先將焊帶3與導(dǎo)電性粘接膜17層疊一體化，在實(shí)際使用時(shí)，通過將剝離基體材料24剝離，將導(dǎo)電性粘接膜17的粘合劑樹脂層22貼附在指狀電極12、背面電極13的焊帶連接部14上，從而實(shí)現(xiàn)焊帶3與各電極12、13的連接。
[0042]在上述內(nèi)容中，說明了具有膜形狀的導(dǎo)電性粘接膜，但即使是糊狀也沒問題。在使用導(dǎo)電性粘接糊料的情況下，也可以以與多個(gè)指狀電極12交叉的方式涂布該導(dǎo)電性粘接糊料，另外在涂布在焊帶連接部14上后，使焊帶3重疊，此外預(yù)先在成為向太陽能電池單元2的粘接面的焊帶3的一面3a、另一面3b涂布該導(dǎo)電性粘接糊料,從而經(jīng)由導(dǎo)電性粘接糊料將焊帶3貼附在太陽能電池單元2的各電極12、13上。
[0043]另外，本發(fā)明也可以使用僅由不含有導(dǎo)電性粒子23的粘合劑樹脂層22構(gòu)成的絕緣性粘接膜、絕緣性粘接糊料。在該情況下，通過焊帶3與指狀電極12直接接觸來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。并且，本發(fā)明也可以使用使導(dǎo)電性粘接膜17與絕緣性粘接膜層疊的層疊膜。在本申請中，將含有這些導(dǎo)電性粒子的膜狀的導(dǎo)電性粘接膜17、糊狀的導(dǎo)電性粘接糊料、絕緣性粘接膜、糊狀的絕緣性粘接糊料、或者其層疊體定義為“粘接劑”。
[0044]此外，導(dǎo)電性粘接膜17不限于卷筒形狀，也可以是向太陽能電池單元2的表面的多個(gè)指狀電極12的貼附區(qū)域的形狀、與背面電極13的焊帶連接部14的形狀相應(yīng)的長條形狀。
[0045]如圖6所示，在提供作為卷繞有導(dǎo)電性粘接膜17的卷筒制品的情況下，通過使導(dǎo)電性粘接膜17的粘度為10?IOOOOkPa s的范圍，能夠防止導(dǎo)電性粘接膜17的變形，維持預(yù)定的尺寸。另外，在層疊有2片以上的長條形狀的導(dǎo)電性粘接膜17的情況下，也同樣能夠防止變形，維持預(yù)定的尺寸。
[0046][制造工序]
上述的導(dǎo)電性粘接膜17使導(dǎo)電性粒子23、環(huán)氧樹脂、固化劑、膜形成樹脂、硅烷偶聯(lián)劑溶解在溶劑中。作為溶劑，可以使用甲苯、乙酸乙基等、或者其混合溶劑。將使其溶解得到的樹脂生成用溶液涂布在剝離片材上，通過使溶劑揮發(fā)，得到導(dǎo)電性粘接膜17。
[0047]將表面電極用的2條和背面電極用的2條切割為預(yù)定長度的導(dǎo)電性粘接膜17臨時(shí)貼在太陽能電池單元2的正反面的預(yù)定位置。此時(shí)，放置導(dǎo)電性粘接膜17，使其與在太陽能電池單元2的表面形成的各指狀電極12交叉，另外放置在背面的焊帶連接部14上，利用圖4(A)所示的臨時(shí)貼頭33，以產(chǎn)生流動性但不會產(chǎn)生正式固化程度的溫度(例如70°C )和壓力(例如0.5MPa)，熱加壓預(yù)定時(shí)間(例如0.5秒)。
[0048]接下來，同樣被切割為預(yù)定長度的焊帶3重疊配置在導(dǎo)電性粘接膜17上。此時(shí)，焊帶3的一面3a的表面連接部3c經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜17與多個(gè)指狀電極12交叉地配置，另一面3b的背面連接部3d配置在背面電極13的焊帶連接部14上。接下來，焊帶3被加熱按壓頭30以導(dǎo)電性粘接膜17的粘合劑樹脂熱固化的預(yù)定溫度(例如180°C左右)和預(yù)定壓力(例如2MPa左右)，熱加壓預(yù)定時(shí)間(例如15秒左右)。由此，經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜17，焊帶3與指狀電極12、背面電極13電連接并機(jī)械連接。
[0049]這樣，太陽能電池單元2 —片一片地被運(yùn)送至各加熱按壓頭30的正下方，焊帶3依次與指狀電極12和背面電極13粘接，并且經(jīng)由焊帶3與鄰接的太陽能電池單元2串聯(lián)或者并聯(lián)連接，構(gòu)成串4、矩陣5。
[0050]之后，串4或者矩陣5在正反兩面層疊EVA等透光性的密封材料的片材6，與表面蓋板7和背片8 一起被減壓層壓機(jī)層壓。此時(shí)，導(dǎo)電性粘接膜17以預(yù)定溫度(例如160°C )，被加熱預(yù)定時(shí)間(例如20分左右)。最后，通過在周圍安裝鋁等的金屬框架9，形成太陽能電池模塊I。
[0051][緩沖材料]
此處，對焊帶3進(jìn)行熱加壓的加熱按壓頭30如圖7所示，在對焊帶3按壓的按壓面30a設(shè)置有緩沖材料31。緩沖材料31通過從焊帶3上進(jìn)行熱加壓，將在多個(gè)指狀電極12上與多個(gè)指狀電極12交叉地配置的焊帶3按壓至指狀電極12，使焊帶3遍及其長邊方向以波形變形。
[0052]緩沖材料31例如由硅酮樹脂形成為可遍及長邊方向按壓焊帶3的近似矩形板狀。另外，緩沖材料31的厚度T2形成得比指狀電極12的高度Tl厚。由此，由于若緩沖材料31將焊帶3按壓至指狀電極12，則會與指狀電極12的高度Tl相應(yīng)地變形，因此如圖7所示，將焊帶3按壓至指狀電極12，能夠遍及其高度方向使其彎曲，遍及長邊方向變形為具有預(yù)定高低差D的波形。
[0053]焊帶3如圖2、圖7所示，波形形狀中的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)之間的距離、即高低差D優(yōu)選的是5 μ m以上，更優(yōu)選的是能夠使用5?45 μ m的范圍。焊帶3通過波形形狀的高低差D為5μ m以上，在對導(dǎo)電性粘接膜17熱固化時(shí)，被加熱按壓頭30進(jìn)行熱加壓時(shí)、被層壓壓接時(shí)、或者在加熱后冷卻并固化時(shí)，在實(shí)際使用太陽能電池模塊I時(shí)，反復(fù)暴露在高溫環(huán)境與低溫環(huán)境時(shí)，能夠?qū)⒕€膨脹所導(dǎo)致的應(yīng)力不僅作為與太陽能電池單元2的面內(nèi)方向平行的分量，而且作為垂直的分量可靠地釋放。
[0054]焊帶3的高低差D根據(jù)指狀電極12的高度Tl和緩沖材料31的厚度T2決定，為了使焊帶3的高低差D為5 μ m以上，優(yōu)選滿足(指狀電極12的高度)/ (緩沖材料31的厚度)(0.3。
[0055]另外，指狀電極12優(yōu)選將高度Tl形成為20?50 μ m。這是因?yàn)橛捎谥笭铍姌O12是通過涂布、燒成Ag糊料等導(dǎo)電性糊料形成的，因此為了穩(wěn)定地形成，所以高度Tl自然地具有極限。另外，緩沖材料31優(yōu)選將厚度T2形成為100?600 μ m。這是因?yàn)槿艟彌_材料
31過厚，則熱傳導(dǎo)性會變差，在用于連接焊帶3的熱加壓條件下，將加熱按壓頭30的熱傳遞至導(dǎo)電性粘接膜17需要較長時(shí)間。
[0056]所以，優(yōu)選的是指狀電極12的高度Tl為20?50 μ m,緩沖材料31的厚度T2為100?600 μ m，且由此滿足(指狀電極12的高度)/ (緩沖材料31的厚度0.3。
[0057]此外，在上述內(nèi)容中，說明了通過遍及相互鄰接的2個(gè)太陽能電池單元的表面和背面間纏繞焊帶3，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通連接的太陽能電池模塊，但本發(fā)明也可以適用于遍及相互鄰接的2個(gè)太陽能電池單元的光接收面和相反側(cè)的背面間連接焊帶3的、所謂的背接觸型的太陽能電池模塊。
[0058]另外，本發(fā)明所涉及的太陽能電池模塊I通過將焊帶3按壓至指狀電極12，形成為具有預(yù)定高低差的波形形狀，焊帶3不經(jīng)由匯流條電極直接與指狀電極12連接，但本發(fā)明如圖8所示，也可以在連接焊帶3的區(qū)域以外，形成將多個(gè)指狀電極12彼此電連接的輔助電極35。輔助電極35通過與多個(gè)指狀電極12交叉地形成，使指狀電極12相互導(dǎo)通，例如通過在對Ag糊料絲網(wǎng)印刷后燒成，與指狀電極12同時(shí)形成。另外，輔助電極35形成為與在太陽能電池單元2的表面形成的一部分或者全部指狀電極12交叉。
[0059]實(shí)施例1
接下來，關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例，比較不使用緩沖材料地連接焊帶的情況、改變緩沖材料的厚度的情況來進(jìn)行說明。在該實(shí)施例和比較例中，都使用由硅結(jié)晶型的光電轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成的太陽能電池單元，作為經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜與太陽能電池單元連接的焊帶，使用在厚度150 μ m的銅箔的單面以厚度5 μ m鍍覆的1.5mm寬度的焊帶。另外，作為導(dǎo)電性粘接膜，使用SPlOO系列(Sony Chemical & Information Device株式會社制造)。然后，經(jīng)由導(dǎo)電性粘接膜將焊帶配置在太陽能電池單元的電極上，通過利用加熱按壓頭從焊帶上熱加熱，將焊帶與太陽能電池單元的表面和背面的各電極導(dǎo)通連接。連接條件是180°C、15秒、2MPa。
[0060]在實(shí)施例1中，在太陽能電池單元的表面并列設(shè)置多個(gè)線狀的指狀電極，使用未形成匯流條電極的所謂的無匯流條型的單元。另外，在加熱按壓頭的按壓面設(shè)置有由硅酮橡膠構(gòu)成的緩沖材料(橡膠硬度70° )。
[0061]另外，在實(shí)施例1中，指狀電極的高度為30 μ m，緩沖材料的厚度為100 μ m，(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.3。在經(jīng)由該緩沖材料進(jìn)行熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差5.7 μ m的波形形狀。
[0062]在實(shí)施例2中，指狀電極的高度為30 μ m,緩沖材料的厚度為200 μ m,(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.15，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料進(jìn)行熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差20.1 μ m的波形形狀。
[0063]在實(shí)施例3中，指狀電極的高度為30 μ m,緩沖材料的厚度為400 μ m,(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.08，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差25.5μπι的波形形狀。
[0064]在實(shí)施例4中，指狀電極的高度為30 μ m,緩沖材料的厚度為600 μ m,(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.05，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差26.1 μ m的波形形狀。
[0065]在實(shí)施例5中，指狀電極的高度為20 μ m,緩沖材料的厚度為200 μ m,(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.1，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差18.2μπι的波形形狀。
[0066]在實(shí)施例6中，指狀電極的高度為50 μ m,緩沖材料的厚度為200 μ m,(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.25，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差40.1 μ m的波形形狀。
[0067]在比較例I中，使用與實(shí)施例1相同的無匯流條型的單元，不使用緩沖材料地連接焊帶。比較例I中的指狀電極的高度為30 μ m。在比較例I中，在不存在緩沖材料地被熱加壓的焊帶未形成有波形形狀。
[0068]在比較例2中，指狀電極的高度為30 μ m，緩沖材料的厚度為10 μ m，(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為3，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差2.2μ m的波形形狀。
[0069]在比較例3中，指狀電極的高度為30 μ m，緩沖材料的厚度為50 μ m，(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.6，此外與實(shí)施例1的構(gòu)成同樣。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶，遍及長邊方向形成有高低差3.2μπι的波形形狀。
[0070]在比較例4中，在太陽能電池單元的表面并列設(shè)置多個(gè)線狀的指狀電極，并且通過與多個(gè)指狀電極交叉，形成對各指狀電極的電力進(jìn)行集電的匯流條電極，在匯流條電極上連接有焊帶。另外，在加熱按壓頭的按壓面設(shè)置有由硅酮橡膠構(gòu)成的緩沖材料。
[0071]在比較例4中，指狀電極的高度為30 μ m，緩沖材料的厚度為400 μ m，(指狀電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)為0.08。在經(jīng)由該緩沖材料被熱加壓的焊帶未形成有波形形狀。[0072]各實(shí)施例和比較例所涉及的太陽能電池單元在連接有焊帶后，使用觸針式表面粗糙度計(jì)(商品名SE — 3H:小阪研究所株式會社制造)，通過從焊帶的上側(cè)掃描，測定波形形狀的高低差。另外，各實(shí)施例和比較例所涉及的太陽能電池單元在連接有焊帶后，在單元的正反面層疊EVA的片材，與設(shè)在光接收面?zhèn)鹊牟Ａw和設(shè)在背面?zhèn)鹊谋称黄鹜ㄟ^利用層壓機(jī)層壓而模塊化。
[0073]接下來，對于各實(shí)施例和比較例所涉及的太陽能電池模塊，在太陽能電池模塊的制造初期和溫度循環(huán)測試后(_40°C:30分100°C:30分，600循環(huán))進(jìn)行輸出測定，算出輸出維持率(溫度循環(huán)測試后的最大輸出/模塊形成之后的最大輸出)。各光電轉(zhuǎn)換效率的測定使用太陽模擬器(Nisshinbo Mechatronics公司制造，PVS1116i),在照度1000W /m2、溫度25°C、光譜AM1.5G的條件下進(jìn)行。
[0074]測定的結(jié)果，輸出維持率為97%以上的評價(jià)為〇，95%以上不到97%評價(jià)為Λ，不到95%評價(jià)為X。測定結(jié)果如表1所示。
[0075][表1]
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能電池模塊的制造方法， 配設(shè)多個(gè)在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極、在另一面設(shè)置有背面電極的太陽能電池單元， 經(jīng)由粘接劑將焊帶在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上， 通過經(jīng)由緩沖材料從所述焊帶上進(jìn)行熱加壓，使所述粘接劑固化，并且使所述焊帶與所述線狀電極連接，將所述焊帶按壓至所述表面電極并使所述焊帶遍及長邊方向以波形變形。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述緩沖材料的厚度比所述表面電極的高度厚。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述表面電極的高度為20~50 μ m0
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述緩沖材料的厚度為100~600 μ m0
5.如權(quán)利要求2~4的任一項(xiàng)所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述表面電極的高度和所述緩沖材料的厚度滿足下式: (表面電極的高度)/ (緩沖材料的厚度)< 0.3。
6.如權(quán)利要求1~5的任 一項(xiàng)所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述焊帶使波形形狀的高低差為5 μ m以上。
7.如權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的太陽能電池模塊的制造方法，所述粘接劑預(yù)先層疊在所述焊帶的表面。
8.一種太陽能電池模塊，包括: 多個(gè)太陽能電池單元，在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極，在另一面設(shè)置有背面電極；以及 焊帶，經(jīng)由粘接劑層在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上，將所述一個(gè)太陽能電池單元與所述其他太陽能電池單元連接， 所述焊帶與并列設(shè)置有所述表面電極的所述一面的高低差相應(yīng)地，遍及長邊方向形成為波形。
9.如權(quán)利要求8所述的太陽能電池模塊，所述表面電極的高度為20~50μ m。
10.如權(quán)利要求8或9所述的太陽能電池模塊，所述焊帶的波形形狀的高低差為5μ m以上。
11.一種焊帶的連接方法， 配設(shè)多個(gè)在一面并列設(shè)置有多個(gè)線狀電極作為表面電極、在另一面設(shè)置有背面電極的太陽能電池單元， 經(jīng)由粘接劑將焊帶在一個(gè)所述太陽能電池單元的所述多個(gè)表面電極上與所述多個(gè)表面電極交叉配設(shè)，并且配設(shè)在與 所述一個(gè)太陽能電池單元鄰接的其他太陽能電池單元的所述背面電極上，通過經(jīng)由緩沖材料從所述焊帶上進(jìn)行熱加壓，使所述粘接劑固化，并且使所述焊帶與所述線狀電極連接，將 所述焊帶按壓至所述表面電極并使所述焊帶遍及長邊方向以波形變形。
【文檔編號】H01L31/05GK103797588SQ201280043153
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月5日
【發(fā)明者】奧宮秀昭, 須賀保博, 樋口明史, 新康正, 藤井貴啟 申請人:迪睿合電子材料有限公司