JP3972233B2 - Solar cell module - Google Patents
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可撓性基板を用いた薄膜太陽電池を有する太陽電池モジュール、特にその電力取り出し用の配線の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、環境保護の立場から、クリーンなエネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽電池はその資源(太陽光)が無限であること、無公害であることから注目を集めている。
【0003】
薄膜太陽電池は、薄型で軽量、製造コストの安さ、大面積化が容易であることなどから、今後の太陽電池の主流となると考えられ、電力供給用以外に、建物の屋根や窓などにとりつけて利用される業務用,一般住宅用にも需要が広がってきている。
【0004】
従来の薄膜太陽電池はガラス基板を用いていたが、軽量化、施工性、量産性においてプラスチックフィルムおよび金属フィルムを用いたフレキシブルタイプの太陽電池の研究開発がすすめられている。このフレキシブル性を生かし、ロールツーロール方式やステッピングロール方式の製造方法により大量生産が可能となった。
【0005】
上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電気絶縁性フィルム基板上に第1電極(以下、下電極ともいう)、薄膜半導体層からなる光電変換層および第2電極(以下、透明電極ともいう)が積層されてなる光電変換素子(またはセル)が複数形成されている。ある光電変換素子の第1電極と隣接する光電変換素子の第2電極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初の光電変換素子の第1電極と最後の光電変換素子の第2電極とに必要な電圧を出力させることができる。例えば、インバータにより交流化し商用電力源として交流100Vを得るためには、薄膜太陽電池の出力電圧は100V以上が望ましく、実際には数10個以上の素子が直列接続される。
【0006】
このような光電変換素子とその直列接続は、電極層と光電変換層の成膜と各層のパターニングおよびそれらの組み合わせ手順により形成される。パターニングとしては、レーザパターニングやリフトオフパターニングが用いられる。少数の光電変換素子を直列接続した薄膜太陽電池の構成および製造方法の概要につき、以下に説明する(特開平10−233517号公報参照)。
【0007】
図9は、上記特許出願明細書に記載された薄膜太陽電池の一例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)における線ABCDおよびBQCに沿っての断面図であり、(c)は(a)におけるEE断面図を示す。
【0008】
電気絶縁性でフレキシブルな樹脂からなる長尺のフィルム基板上に、順次、第1電極層、光電変換層、第2電極層が積層され、フィルム基板の反対側(裏面)には第3電極層、第4電極層が積層され、裏面電極が形成されている。光電変換層は例えばアモルファスシリコンのpin接合である。フィルム基板用材料としては、例えば、ポリイミドのフィルムが用いられている。
【0009】
次に、製造工程の概要につき以下に説明する。
【0010】
先ず、フィルム基板にパンチを用いて、接続孔h1を開け、基板の片側(表側とする)に第1電極層として、スパッタにより銀を成膜し、これと反対の面(裏側とする)には、第3電極層として、同じく銀電極を成膜する。接続孔h1の内壁で第1電極層と第3電極層とは重なり、導通する。
【0011】
成膜後、表側では、第1電極層を所定の形状にレーザ加工して、下電極l1〜l6をパターニングする。下電極l1〜l6の隣接部は一本の分離線g2を、二列の直列接続の光電変換素子間および周縁導電部fとの分離のためには二本の分離線g2を形成し、下電極l1〜l6は分離線により囲まれるようにする。再度パンチを用いて、集電孔h2を開けた後、表側に、光電変換層pとしてa-Si層をプラズマCVDにより成膜する。マスクを用いて幅W2の成膜とし、レーザ加工により二列素子の間だけに第1電極層と同じ分離線を形成する。
【0012】
さらに第2電極層として表側に透明電極層(ITO層)を成膜する。但し、二つの素子列の間とこれに平行な基板の両側端部にはマスクを掛け接続孔h1には成膜しないようにし、素子部のみに成膜する。次いで裏面全面に第4電極層として銀電極を成膜する。第4電極の成膜により、集電孔h2の内壁で第2電極と第4電極とが重なり、導通する。表側では、レーザ加工により下電極と同じパターンの分離線を入れ、個別の第2電極u1〜u6を形成し、裏側では第3電極と第4電極とを同時にレーザ加工し、接続電極e12〜e56、および電力取り出し電極o1,o2を個別化し、基板の周縁部では表側の分離線g3と重なるように分離線g2を形成し、隣接電極間には一本の分離線を形成する。
【0013】
全ての薄膜太陽電池素子を一括して囲う周縁、および二列の直列接続太陽電池素子の隣接する境界には(周縁導電部fの内側)分離線g3がある。分離線g3の中にはどの層も無い。裏側では、全ての電極を一括して囲う周縁、および二列の直列接続電極の隣接する境界には(周縁導電部fの内側)分離線g2がある。分離線g2の中にはどの層も無い。
【0014】
こうして、電力取り出し電極o1−集電孔h2−上電極u1、光電変換層、下電極l1−接続孔h1−接続電極e12−上電極u2、光電変換層、下電極l2−接続電極e23−・・・−上電極u6、光電変換層、下電極l6−接続孔h1−電力取出し電極o2の順の光電変換素子の直列接続が完成する。
【0015】
なお、第3電極層と第4電極層は電気的には同一の電位であるので、以下の説明においては説明の便宜上、併せて一層の接続電極層として扱うこともある。
【0016】
図10は、可撓性薄膜太陽電池の構成を簡略化した斜視図を示す。基板61の表面に形成した単位光電変換素子62および基板61の裏面に形成した接続電極層63はそれぞれ複数の単位ユニットに完全に分離され、それぞれの分離位置をずらして形成されている。このため、素子62のアモルファス半導体部分である光電変換層65で発生した電流は、まず透明電極層66に集められ、次に該透明電極層領域に形成された集電孔67(h2)を介して背面の接続電極層63に通じ、さらに該接続電極層領域で素子の透明電極層領域の外側に形成された直列接続用の接続孔68(h1)を介して上記素子と隣り合う素子の透明電極層領域の外側に延びている下電極層64に達し、両素子の直列接続が行われている。
【0017】
上記のような太陽電池は、電力取出し用の配線を含む太陽電池モジュールとして構成されるが、このモジュールは屋外に設置されるため、電力取出し用の配線と一体化してエチレンビニルアセテート(EVA)で封止し、さらにエチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)やシクロオレフィンポリマー(CPE)などの防湿フィルム等の保護シートにより封止される。電力取出し用の配線は、モジュール外部と接続するための主配線と、主配線と一つまたは複数の太陽電池セルとを接続するための従配線とから構成されている。太陽電池セルは受光面と反対側の裏面電極から電力を取出すように構成されているため、従配線はこの裏面電極と接続される。
【0018】
図7は従来のフレキシブルタイプの太陽電池モジュールの一例の構成を示す平面図であり、図8は図7のY1−Y1線に沿う断面図である。また、図6は、この発明の説明の便宜上、図7および図8の要部を簡略化して示した図である。
【0019】
図7および図8に示す太陽電池モジュール40では、複数の太陽電池素子41が1方向に並べられている。太陽電池素子の個数や配置は、太陽電池モジュールの要求仕様により様々である。各太陽電池素子41の両側には、主配線42,43が互いに平行となるように配置されている。各太陽電池素子41の両電極は、それぞれ従配線としての導電性粘着テープ41a,41bを介して主配線42,43と接続されている。
【0020】
これら太陽電池素子41,導電性粘着テープ41a,41b、および電極用配線42,43は、EVAなどの熱融着性プラスチック材である充填材44によって封止されている。具体的には、下側の充填材シート441の上に太陽電池素子41,従配線としての導電性粘着テープ41a,41b、および主配線42,43を配置し、その上から上側の充填材シート442を載置し、熱融着することにより一体形成されている。また、充填材44の上面および下面には、耐候性フィルムとして、ETFEなどのフッ素系フィルム材を用いた表面保護材45,46が設けられている。
【0021】
さらに、太陽電池モジュール41には、主配線42,43の各一端部と接続される電力取り出し用の端子部47,48が設けられている。これら端子部47,48は、図示されていない電力ケーブルと接続され、各太陽電池素子41で発電された電力を取り出し、屋内に設置された電力変換器に送出する。
【0022】
簡略化された図6においては、複数の太陽電池素子を含む太陽電池31と、発電領域(ハッチング部)30の外の非発電領域に配設された主配線42と、従配線41a,41bと、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に設けた保護層33のみが、概念的に示される。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の太陽電池モジュールにおいては、上記のとおり、太陽電池素子の電極に相当する裏面電極に、従配線となる導電性テープを貼付け、そのテープを延長した他方の側を主配線に貼付けて電力取出し用配線を構成している。裏面電極と従配線との接続を、半田付けで行った場合には、接続部の信頼性は、導電性テープを用いる場合より優れているが、この場合には、半田付けによる熱的および機械的ストレスにより、接続面の裏側の薄膜光電変換層が損傷を受けるので、上記のように、導電性テープを貼付ける方法が採用されている。
【0024】
しかしながら、導電性テープを用いる方法の場合、下記のような問題があった。この方法は接触面積が限られるため、半田付けと比較して電気的接触部としての信頼性が低い問題がある。また、フレキシブルにするために薄い導電性テープを使う必要性があるが、テープ自体が、熱的,機械的ストレスに弱い問題がある。さらに、製造上のハンドリングが難しいため自動化が困難である問題があった。さらにまた外観上の問題として、配線がEVAやETFEを通して見えてしまうためこれを隠すための処理・工程が必要となる等いくつかの問題があった。
【0025】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、本発明の課題は、配線の構造を単純化して、電気接続部としての信頼性が電気的にも機械的にも高く、かつ製造上のハンドリングが容易な太陽電池モジュールを提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、この発明は、電気絶縁性可撓性基板の表面に金属電極である下電極層,光電変換層,透明電極層を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層は互いに位置をずらして単位部分に分離してなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して,前記表面上の互いに分離された隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池を有し、この太陽電池を電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、この保護層は太陽電池の側方に延長して非発電領域を形成してなり、この非発電領域に配設した正負2極の主配線と前記接続電極層とを電気的に接続して電力を外部に取り出すように構成し、前記基板の裏面に形成した接続電極層を前記非発電領域まで延長して形成し、この接続電極層の延長部分と主配線とを電気的に接続してなる太陽電池モジュールにおいて、
前記接続電極層の延長部分と主配線とは、主配線上の複数箇所であって接続電極層の延長部分に形成されたスルーホールへの導電性ペーストまたは半田の充填溶着により接続してなるものとする(請求項1)。
【0027】
前記接続電極層(裏面電極)の延長部分は電極用金属がフィルム基板面全体に積層され、必要に応じて、太陽電池素子のパターンニングと同様にレーザーパターンニングやリフトオフパターンニングによって、導電部と非導電部とを形成する。この裏面電極は、一部は太陽電池素子とフィルム基板を介して対置しているが、他の大部分は太陽電池素子と対置しないフリーな面となっている。この面に半田付けや圧着等の熱的、機械的ストレスを加えても太陽電池素子にダメージを与えることはない。したがって配線のための接続が容易でかつ信頼性が向上する。また、接続電極層の延長部分に形成されたスルーホールへの導電性ペーストまたは半田の充填溶着により接続することにより、電気接続部としての信頼性が電気的にも機械的にも高く、かつ製造上のハンドリングが容易となる。
【0028】
また、上記のものにおいて、前記保護層は少なくとも、エチレンビニルアセテート(EVA)などの有機材料の接着材からなる保護層と、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE),シクロオレフィンポリマー(CPE)などの防湿フィルムからなる保護層を備えたものとする(請求項2)。これにより、電気的接続部分が機械的,電気的に保護され、耐候性にも優れた太陽電池モジュールが構成できる。
【0029】
さらに、前記主配線は、銅テープ,錫メッキ銅テープ,半田メッキ銅テープの内のいずれかを用いるものとする(請求項3)。
【0030】
【発明の実施の形態】
図面に基づき、本発明の実施の形態について以下に述べる。
【0031】
図1は本発明の実施例に関し、図6と同様に、複数の太陽電池素子60aを含む太陽電池31と、発電領域(ハッチング部)の外の非発電領域に配設された主配線42と、接続電極層の延長部分50と、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に設けた保護層33のみを示す。この実施例においては、複数の太陽電池素子60aは、主配線42と並行に配置され、例えば図の右側を正極とし左側を負極として直列接続が構成されている。
【0032】
図3は、図1における主配線42と接続電極層の延長部分50との電気的接続の実施形態の一例を示すもので、両者は、主配線42の長手方向に複数介在させた導電性接着剤49を介して接続される。導電性接着剤49は、主配線42の長手方向全域にわたって介在させてもよいが、部分的に介在させる方が作業性がよい。主配線には、銅テープ,錫メッキ銅テープ,または半田メッキ銅テープが用いられる。上記導電性接着剤に代えて、導電性ペーストまたは導電性両面粘着テープを用いることもできる。
【0033】
図2は、図1とは異なる太陽電池モジュールの実施例を示す。図1と異なる点は、複数の太陽電池素子60bが主配線42と直角に配置されていることと、接続電極層の延長部分50aに、非導電部50cのパターニングが行われている点である。太陽電池の直列接続は、接続電極層の延長部分50aにおける右下部51aから始まり、右下部の太陽電池素子から右上部の太陽電池素子にむけて直列接続され、その後、すぐ左側の上部太陽電池素子に移行して下方素子に直列接続され、順次上下をくりかえして、最終的に左下部の太陽電池素子を経て左側の接続電極層の延長部分における左下部51bに接続されるように構成されている。
【0034】
図4に、図2における接続電極層の延長部分50aの拡大図を示す。図2の実施例においては、図4に示すように、主配線上の複数箇所であって接続電極層の延長部分に形成されたスルーホール52に対し、図5に示すように、導電性ペーストまたは半田53を充填溶着することにより、接続電極層の延長部分50aと主配線とが接続される。これにより、電気的にも機械的にも、信頼性の高い接続が得られる。
【0035】
【発明の効果】
この発明によれば前述のように、電気絶縁性可撓性基板の表面に金属電極である下電極層,光電変換層,透明電極層を順次積層してなる光電変換部と、前記基板の裏面に形成した接続電極層とを備え、前記光電変換部および接続電極層は互いに位置をずらして単位部分に分離してなり、前記透明電極層形成領域外に形成した電気的直列接続用の接続孔および前記透明電極層形成領域内に形成した集電孔を介して,前記表面上の互いに分離された隣合う単位光電変換部分を電気的に直列に接続してなる薄膜太陽電池を有し、この太陽電池を電気絶縁性の保護材により封止するために、太陽電池の受光面側および非受光面側の双方に保護層を設け、この保護層は太陽電池の側方に延長して非発電領域を形成してなり、この非発電領域に配設した正負2極の主配線と前記接続電極層とを電気的に接続して電力を外部に取り出すように構成し、前記基板の裏面に形成した接続電極層を前記非発電領域まで延長して形成し、この接続電極層の延長部分と主配線とを電気的に接続してなる太陽電池モジュールにおいて、前記接続電極層の延長部分と主配線とは、主配線上の複数箇所であって接続電極層の延長部分に形成されたスルーホールへの導電性ペーストまたは半田の充填溶着により接続してなるものとしたことにより、配線の構造が単純化され、電気接続部としての信頼性が電気的にも機械的にも高く、かつ製造上のハンドリングが容易な太陽電池モジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の太陽電池モジュールの要部概略構成図
【図2】本発明の異なる実施例の太陽電池モジュールの要部概略構成図
【図3】導電接着剤による接続構成図
【図4】スルーホールによる接続構成図
【図5】スルーホール部の拡大図
【図6】従来の太陽電池モジュールの要部概略構成図
【図7】従来の太陽電池モジュールの一例の概略構成図
【図8】図7のY1−Y1線に沿う断面図
【図9】薄膜太陽電池の構成の一例を示す図
【図10】薄膜太陽電池の斜視図
【符号の説明】
30:発電領域、31:太陽電池、33:保護層、42:主配線、49:導電性接着剤、50,50a:接続電極層の延長部分、50c:非導電部、52:スルーホール、53:導電性ペーストまたは半田、60a,60b:太陽電池素子。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a solar cell module having a thin-film solar cell using a flexible substrate, and more particularly to the configuration of wiring for extracting power.
[0002]
[Prior art]
Currently, clean energy research and development is underway from the standpoint of environmental protection. Among them, solar cells are attracting attention because their resources (sunlight) are infinite and pollution-free.
[0003]
Thin-film solar cells are expected to become the mainstream of solar cells in the future because they are thin and lightweight, inexpensive to manufacture, and easy to increase in area, and are attached to roofs and windows of buildings in addition to power supply. Demand is also expanding for commercial and general residential use.
[0004]
Conventional thin-film solar cells have used glass substrates, but research and development of flexible solar cells using plastic films and metal films has been promoted in terms of weight reduction, workability, and mass productivity. Taking advantage of this flexibility, mass production became possible by a roll-to-roll method or a stepping roll method.
[0005]
In the above thin film solar cell, a first electrode (hereinafter also referred to as a lower electrode), a photoelectric conversion layer comprising a thin film semiconductor layer, and a second electrode (hereinafter also referred to as a transparent electrode) are laminated on a flexible electrically insulating film substrate. A plurality of photoelectric conversion elements (or cells) thus formed are formed. By repeating electrically connecting the first electrode of a certain photoelectric conversion element and the second electrode of the adjacent photoelectric conversion element, the first electrode of the first photoelectric conversion element and the second electrode of the last photoelectric conversion element Can output the voltage required for For example, in order to obtain an alternating current of 100 V as a commercial power source by alternating current with an inverter, the output voltage of the thin-film solar cell is desirably 100 V or higher, and actually several tens or more elements are connected in series.
[0006]
Such a photoelectric conversion element and its series connection are formed by forming an electrode layer and a photoelectric conversion layer, patterning each layer, and a combination procedure thereof. As the patterning, laser patterning or lift-off patterning is used. The structure of a thin-film solar cell in which a small number of photoelectric conversion elements are connected in series and the outline of the manufacturing method will be described below (see JP-A-10-233517).
[0007]
FIG. 9 shows an example of a thin film solar cell described in the above-mentioned patent application specification, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view taken along lines ABCD and BQC in (a), c) shows an EE cross-sectional view in (a).
[0008]
A first electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a second electrode layer are sequentially laminated on a long film substrate made of an electrically insulating and flexible resin, and a third electrode layer is formed on the opposite side (back surface) of the film substrate. The fourth electrode layer is laminated to form a back electrode. The photoelectric conversion layer is, for example, an amorphous silicon pin junction. As the film substrate material, for example, a polyimide film is used.
[0009]
Next, the outline of the manufacturing process will be described below.
[0010]
First, using a punch in the film substrate, a connection hole h1 is opened, and a silver film is formed by sputtering as a first electrode layer on one side (front side) of the substrate, and on the opposite side (back side). Similarly forms a silver electrode as the third electrode layer. The first electrode layer and the third electrode layer overlap with each other on the inner wall of the connection hole h1, and are electrically connected.
[0011]
After the film formation, on the front side, the first electrode layer is laser processed into a predetermined shape, and the lower electrodes 11 to 16 are patterned. Adjacent portions of the lower electrodes l1 to l6 form one separation line g2, and two separation lines g2 are formed for separation between the two series-connected photoelectric conversion elements and the peripheral conductive portion f. The electrodes l1 to l6 are surrounded by a separation line. After using the punch again to open the current collecting hole h2, an a-Si layer as a photoelectric conversion layer p is formed on the front side by plasma CVD. A film having a width W2 is formed using a mask, and the same separation line as that of the first electrode layer is formed only between the two-row elements by laser processing.
[0012]
Further, a transparent electrode layer (ITO layer) is formed on the front side as the second electrode layer. However, a mask is applied between the two element rows and on both side edges of the substrate parallel to the element row so as not to form the film in the connection hole h1, and the film is formed only on the element part. Next, a silver electrode is formed as a fourth electrode layer on the entire back surface. By forming the fourth electrode, the second electrode and the fourth electrode overlap with each other on the inner wall of the current collecting hole h2, and are brought into conduction. On the front side, separation lines having the same pattern as the lower electrode are formed by laser processing to form individual second electrodes u1 to u6, and on the back side, the third electrode and the fourth electrode are simultaneously laser processed to provide connection electrodes e12 to e56. In addition, the power extraction electrodes o1 and o2 are individualized, the separation line g2 is formed so as to overlap the front-side separation line g3 at the periphery of the substrate, and a single separation line is formed between the adjacent electrodes.
[0013]
There is a separation line g3 at the periphery that encloses all the thin-film solar cell elements in a lump and the adjacent boundary between the two rows of series-connected solar cell elements (inside the peripheral conductive part f). There are no layers in the separation line g3. On the back side, there is a separation line g2 (inside the peripheral conductive portion f) at the peripheral edge that encloses all the electrodes together and at the adjacent boundary of the two rows of series connection electrodes. There are no layers in the separation line g2.
[0014]
In this way, power extraction electrode o1-collection hole h2-upper electrode u1, photoelectric conversion layer, lower electrode l1-connection hole h1-connection electrode e12-upper electrode u2, photoelectric conversion layer, lower electrode l2-connection electrode e23- -The series connection of the photoelectric conversion elements in the order of the upper electrode u6, the photoelectric conversion layer, the lower electrode l6-the connection hole h1-the power extraction electrode o2 is completed.
[0015]
Since the third electrode layer and the fourth electrode layer are electrically at the same potential, in the following description, for convenience of explanation, they may be treated as a single connection electrode layer.
[0016]
FIG. 10 is a perspective view showing a simplified configuration of the flexible thin film solar cell. The unit photoelectric conversion element 62 formed on the front surface of the
[0017]
The solar cell as described above is configured as a solar cell module including a wiring for power extraction. However, since this module is installed outdoors, it is integrated with the wiring for power extraction with ethylene vinyl acetate (EVA). Further, it is sealed with a protective sheet such as a moisture-proof film such as ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) or cycloolefin polymer (CPE). The power extraction wiring is composed of a main wiring for connecting to the outside of the module and a sub wiring for connecting the main wiring and one or a plurality of solar cells. Since the solar battery cell is configured to extract power from the back electrode on the side opposite to the light receiving surface, the sub wiring is connected to the back electrode.
[0018]
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of an example of a conventional flexible solar cell module, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG. FIG. 6 is a simplified view of the essential parts of FIGS. 7 and 8 for convenience of explanation of the present invention.
[0019]
In the
[0020]
The
[0021]
Further, the
[0022]
In the simplified FIG. 6, a
[0023]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional solar cell module, as described above, a conductive tape to be a sub-wiring is pasted on the back electrode corresponding to the electrode of the solar cell element, and the other side of the tape is pasted on the main wiring. The extraction wiring is configured. When the connection between the back electrode and the sub-wiring is performed by soldering, the reliability of the connecting portion is better than when the conductive tape is used. Since the thin film photoelectric conversion layer on the back side of the connection surface is damaged due to mechanical stress, a method of applying a conductive tape as described above is employed.
[0024]
However, the method using a conductive tape has the following problems. Since this method has a limited contact area, there is a problem that reliability as an electrical contact portion is low as compared with soldering. Further, it is necessary to use a thin conductive tape for flexibility, but there is a problem that the tape itself is vulnerable to thermal and mechanical stress. Further, there is a problem that automation is difficult because handling in manufacturing is difficult. Furthermore, as an external problem, there are some problems such as that wiring is visible through EVA or ETFE, so that a process / step for hiding the wiring is necessary.
[0025]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to simplify the structure of the wiring so that the reliability as an electrical connection portion is electrically and mechanically. An object of the present invention is to provide a solar cell module that is high and easy to handle in manufacture.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a photoelectric conversion unit in which a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode layer, which are metal electrodes, are sequentially stacked on the surface of an electrically insulating flexible substrate, and the substrate A connecting electrode layer formed on the back surface of the substrate, wherein the photoelectric conversion portion and the connecting electrode layer are separated from each other in unit parts by shifting their positions, and for electrical series connection formed outside the transparent electrode layer forming region. A thin-film solar cell in which adjacent unit photoelectric conversion portions separated from each other on the surface are electrically connected in series via a connection hole and a current collecting hole formed in the transparent electrode layer forming region; In order to seal this solar cell with an electrically insulating protective material, a protective layer is provided on both the light-receiving surface side and the non-light-receiving surface side of the solar cell, and this protective layer extends to the side of the solar cell. A non-power generation area is formed and allocated to this non-power generation area. And extended positive and negative two poles of the main wiring and the said connection electrode layer electrically connected configured to draw power to the outside, the front SL connection electrode layer formed on the back surface of the substrate to the non-power generation region In the solar cell module formed and electrically connected to the extension portion of the connection electrode layer and the main wiring ,
The extension portion of the connection electrode layer and the main wiring are connected by filling and welding with conductive paste or solder to through holes formed in the extension portion of the connection electrode layer at a plurality of locations on the main wiring. (Claim 1).
[0027]
In the extended portion of the connection electrode layer (back electrode), the electrode metal is laminated on the entire film substrate surface, and if necessary, by conducting laser patterning or lift-off patterning in the same manner as patterning of the solar cell element, Forming a non-conductive portion. A part of the back electrode is opposed to the solar cell element via the film substrate, but most of the other back surface is a free surface that does not face the solar cell element. Even if thermal or mechanical stress such as soldering or pressure bonding is applied to this surface, the solar cell element is not damaged. Therefore, connection for wiring is easy and reliability is improved. In addition, by connecting with conductive paste or solder filling and welding to the through hole formed in the extended part of the connection electrode layer, the electrical connection part is highly reliable both electrically and mechanically and manufactured The above handling becomes easy .
[0028]
In the above, the protective layer includes at least a protective layer made of an organic material adhesive such as ethylene vinyl acetate (EVA), an ethylene / tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), and a cycloolefin polymer (CPE). A protective layer made of a moisture-proof film such as the above is provided (claim 2). Thereby, the electrical connection part is protected mechanically and electrically, and the solar cell module excellent in weather resistance can be comprised.
[0029]
Further, the main wiring, and shall use copper tape, tinned copper tape, any of a solder-plated copper tape (claim 3).
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Based on the drawings, embodiments of the present invention will be described below.
[0031]
FIG. 1 relates to an embodiment of the present invention, and similarly to FIG. 6, a
[0032]
FIG. 3 shows an example of an embodiment of electrical connection between the
[0033]
FIG. 2 shows an embodiment of a solar cell module different from FIG. The difference from FIG. 1 is that a plurality of solar cell elements 60b are arranged at right angles to the
[0034]
FIG. 4 shows an enlarged view of the
[0035]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, the photoelectric conversion portion formed by sequentially laminating the lower electrode layer, the photoelectric conversion layer, and the transparent electrode layer, which are metal electrodes, on the surface of the electrically insulating flexible substrate, and the back surface of the substrate A connecting hole for electrical series connection formed outside the transparent electrode layer formation region, wherein the photoelectric conversion part and the connecting electrode layer are separated from each other and separated into unit parts. And a thin-film solar cell in which adjacent unit photoelectric conversion portions separated from each other on the surface are electrically connected in series via current collecting holes formed in the transparent electrode layer forming region. In order to seal the solar cell with an electrically insulating protective material, a protective layer is provided on both the light-receiving surface side and the non-light-receiving surface side of the solar cell, and this protective layer extends to the side of the solar cell to prevent non-power generation. A positive region disposed in this non-power generation region. 2-pole main wiring and the said connection electrode layer electrically connected configured to take out the power to the external, the connection electrode layer formed on the back surface of the front Stories substrate formed extended to the non-power generation region In the solar cell module in which the extension portion of the connection electrode layer and the main wiring are electrically connected, the extension portion of the connection electrode layer and the main wiring are a plurality of locations on the main wiring, and the connection electrode layer By connecting with conductive paste or solder filling and welding to the through hole formed in the extended part of the wiring, the structure of the wiring is simplified, and the reliability as an electrical connection part is also electrically It is possible to provide a solar cell module that is mechanically high and easy to manufacture.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a main part of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a main part of a solar cell module according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a connection configuration diagram using a through hole. FIG. 5 is an enlarged view of a through hole portion. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a main part of a conventional solar cell module. 8 is a cross-sectional view taken along line Y1-Y1 of FIG. 7. FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the thin film solar cell. FIG. 10 is a perspective view of the thin film solar cell.
30: Power generation region, 31: Solar cell, 33: Protective layer, 42: Main wiring, 49: Conductive adhesive, 50, 50a: Extension part of connection electrode layer, 50c: Non-conductive part, 52: Through hole, 53 : Conductive paste or solder, 60a, 60b: solar cell element.
Claims (3)
前記接続電極層の延長部分と主配線とは、主配線上の複数箇所であって接続電極層の延長部分に形成されたスルーホールへの導電性ペーストまたは半田の充填溶着により接続してなることを特徴とする太陽電池モジュール。A photoelectric conversion part formed by sequentially laminating a lower electrode layer, a photoelectric conversion layer, and a transparent electrode layer, which are metal electrodes, on the surface of an electrically insulating flexible substrate, and a connection electrode layer formed on the back surface of the substrate, The photoelectric conversion part and the connection electrode layer are shifted from each other and separated into unit parts, and formed in the connection hole for electrical series connection formed outside the transparent electrode layer formation region and in the transparent electrode layer formation region A thin-film solar cell in which adjacent unit photoelectric conversion portions separated from each other on the surface are electrically connected in series via the current collecting holes, and the solar cell is electrically insulated by a protective material. In order to seal, a protective layer is provided on both the light-receiving surface side and the non-light-receiving surface side of the solar cell, and this protective layer extends to the side of the solar cell to form a non-power generation region. Main wiring of positive and negative polarity arranged in the region and the connection electrode layer The electrically connected configured to draw power to the outside, the front SL connection electrode layer formed on the back surface of the substrate and formed to extend to the non-power generation region, and the main wiring extending portion of the connection electrode layer In a solar cell module formed by electrically connecting
The extension portion of the connection electrode layer and the main wiring are connected by filling and welding with conductive paste or solder to through holes formed in the extension portion of the connection electrode layer at a plurality of locations on the main wiring. A solar cell module.
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