JP5052154B2 - 太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、受光面保護材と裏面保護材との間に、配線用のタブにより電気的に接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールの製造方法に関する。

太陽電池は、クリーンで無尽蔵に供給される太陽光を直接電気に変換する。従って、太陽電池は、新しいエネルギー源として期待されている。

太陽電池１枚当りの出力は数Ｗ程度である。従って、家屋やビル等の電源として太陽電池を用いる場合には、複数の太陽電池が電気的に直列又は並列に接続された太陽電池モジュールが用いられる。

具体的には、図１に示すように、太陽電池モジュール１００は、受光面保護材１と裏面保護材２との間に、配線用のタブ３により電気的に接続された複数の太陽電池１０を備える。一般的に、タブ３は、太陽電池１０にハンダを用いて熱接着される（例えば、特許文献１参照）。

また、太陽電池１０は、光電変換部４と光電変換部上に積層された集電電極５とを備える。集電電極５は、光電変換部４との接着面積を広くすることにより接着性を確保することができる。この場合、集電電極５の内部抵抗は十分に小さいため、集電電極５の厚み（高さ）は小さくしてもよい。しかしながら、光電変換部４の受光面側に設けられる受光面側集電電極５ａは、太陽光の受光を妨げないように、幅を細く形成することが好ましい。さらに、受光面側集電電極５ａは、内部抵抗を小さくするために、厚み（高さ）を大きく形成することが好ましい。
特開２００５−２１７１４８号公報

ここで、タブ３及び集電電極５の線膨張係数は、光電変換部４の線膨張係数よりも大きいため、タブ３を太陽電池１０に熱接着する際の温度変化により、光電変換部４と集電電極５との界面には応力が発生する。集電電極５ａ、５ｂが対称の場合には、応力の大きさは、光電変換部４の受光面側と裏面側とで略同等である。

しかしながら、前述の通り、太陽電池の出力を向上させるためには、受光面側集電電極５ａは裏面側集電電極５ｂよりも幅を細く、高さを大きくすることが好ましい。このようにすると、図２に示すように、受光面側集電電極５ａの厚みが裏面側集電電極５ｂの厚みよりも大きいことに起因して、受光面側向きの力のモーメントは、裏面側向きの力のモーメントよりも大きくなる。その結果、太陽電池１０は裏面側に向かって凸形状になるように反る。

このような反りは、光電変換部４、集電電極５或いは光電変換部４と集電電極５の界面にダメージを蓄積させ、太陽電池特性を劣化させる可能性があった。また、光電変換部４の厚みが薄くなるにしたがって反りは顕著に現れるため、コスト削減を目的とした光電変換部４の薄板化を実現するにも制限があった。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池の反りを抑制し、信頼性の高い太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法は、受光面保護材と裏面保護材との間に、配線用のタブにより電気的に接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、受光によりキャリアを生成する光電変換部を形成するステップＡと、前記光電変換部の受光面上に、前記キャリアを集電する第１の集電電極を積層するステップＢと、前記光電変換部の裏面上に、前記キャリアを集電する第２の集電電極を、前記第１の集電電極と異なる高さで積層するステップＣと、前記第１の集電電極と前記タブとを、第１の温度に加熱することにより接続するステップＤと、前記第２の集電電極と前記タブとを、第２の温度に加熱することにより接続するステップＥとを含み、前記第１の集電電極の高さを前記第２の集電電極の高さよりも大きくすると共に、前記第１の温度は前記第２の温度よりも低くすることを要旨とする。

本発明の第１の特徴に係る太陽電池モジュールの製造方法によれば、第１の集電電極の厚み（高さ）を、第２の集電電極の厚み（高さ）よりも大きくすると共に、第１の集電電極とタブとを接続する際の温度を、第２の集電電極とタブとを接続する際の温度よりも低くしている。

従って、タブを熱接着する際の温度変化により、集電電極とタブとが膨張・収縮する度合いを、厚みの大きい集電電極の側で小さくすることができる。即ち、光電変換部と第１の集電電極との界面に発生する応力を、光電変換部と第２の集電電極との界面に発生する応力よりも小さくすることができる。従って、光電変換部にかかる力のモーメントを、受光面側向きと裏面側向きとで略同等とすることができる。これにより、太陽電池の反りの発生を抑制することができるため、太陽電池特性を向上することができるとともに、光電変換部の薄板化を図ることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴にかかり、前記タブは、導電性接着層を介して前記第１電極及び前記第２電極に接続されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴にかかり、前記導電性接着層は、半田により形成されることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴にかかり、前記導電性接着層は、導電性粒子を含む樹脂により形成されることを要旨とする。

本発明によれば、太陽電池の反りを抑制し、信頼性の高い太陽電池モジュールの製造方法を提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

〈太陽電池モジュールの概略構成〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の断面図を図３に示す。図３（ａ）は、モジュール化工程前の太陽電池モジュール１００の断面図である。また、同図（ｂ）は、モジュール化工程後の太陽電池モジュール１００の断面図である。

太陽電池モジュール１００は、太陽電池ストリングス２０、受光面保護材１、裏面保護材２及び封止材６を備えている。

太陽電池ストリングス２０は、配線用のタブ３によって複数の太陽電池１０を互いに電気的に接続することにより形成されている。

タブ３は、薄板状或いは縒り線状に成型された銅等の導電材である。一のタブ３は、一の太陽電池１０の受光面側に設けられた集電電極５と、当該一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０の裏面側に設けられた集電電極５とに接続されている。タブ３は、半田や熱硬化性樹脂等の導電性接着剤により太陽電池１０と接着される。このようにして、一の太陽電池１０と、当該一の太陽電池１０に隣接する他の太陽電池１０とが電気的に接続される。太陽電池１０の構成については後に詳説する。

受光面保護材１は、太陽電池１０が吸収できる波長の光の大半を透過させる部材を用いて構成される。受光面保護材１は、太陽電池ストリングス２０の受光面側に配置される。受光面保護材１として、例えば、透光性及び遮水性を有するガラス、透光性プラスチック等を用いることができる。

裏面保護材２は、太陽電池ストリングス２０の裏面側に配置される。裏面保護材２として、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）フィルムやフッ素樹脂フィルム等の樹脂フィルム、シリカやアルミナ等の金属酸化物の蒸着膜が形成された樹脂フィルム、アルミ箔等の金属フィルム、及びこれらの積層フィルムなどを用いることができる。

封止材６は、太陽電池ストリングス２０を、受光面保護材１と裏面保護材２との間で封止している。封止材６は、透光性の樹脂を用いて構成することができる。例えば、封止材６として、ＥＶＡ（エチレン・ビニル・アセチレート）やＰＶＢ（ポリ・ビニル・ブチラール）、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、フッ素系樹脂、アイオノマー樹脂、シラン変性樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、酸変性ポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂などの樹脂材料を用いることができ、これらの樹脂の２種類以上を混合して用いても良い。

以上により太陽電池モジュール１００は構成されているが、更に、モジュールとしての強度を増加させ、架台に強固に取り付けるために、太陽電池モジュール１００の周囲にＡｌフレーム（不図示）を取り付けてもよい。

〈太陽電池１０の構成〉
次に、太陽電池１０の詳細な構成について説明する。図４（ａ）は、本実施形態に係る太陽電池１０の上面図である。また、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ断面図である。

太陽電池１０は、光電変換部４、受光面側集電電極５ａ及び裏面側集電電極５ｂとを備える。受光面側集電電極５ａは、フィンガー電極５１ａとバスバー電極５２ａとから構成されている。

光電変換部４は、受光面側から光を受けてキャリアを生成する。キャリアとは、入射光が光電変換部４に吸収されることにより生成される一対の正孔と電子をいう。光電変換部４は、ｐｎ接合又はｐｉｎ接合等の半導体接合を有する。光電変換部４として、単結晶Ｓｉ、多結晶Ｓｉ等の結晶系半導体材料、非晶質Ｓｉ系合金或いはＣｕＩｎＳｅ等の薄膜半導体材料、或いはＧａＡｓ、ＩｎＰ等の化合物半導体材料等の半導体材料、色素増感型等の有機材料を用いることができる。

フィンガー電極５１ａは、光電変換部４からキャリアを集電する集電電極である。本実施形態では、フィンガー電極５１ａは、図４（ａ）に示すように、光電変換部４の受光面における略全域にわたって、所定間隔のライン状に形成されている。

バスバー電極５２ａは、複数のフィンガー電極５１ａからキャリアを集電する集電電極である。バスバー電極５２ａは、図４（ａ）に示すように、フィンガー電極５１ａと交差して、所定間隔のライン状に形成される。バスバー電極５２ａ上には、タブ３が接続される。

このように、本実施形態では、受光面側集電電極５ａは、光電変換部４の受光面上に櫛形状に形成されている。

裏面側集電電極５ｂは、光電変換部４からキャリアを集電する集電電極である。本実施形態では、裏面側集電電極５ｂは、光電変換部４の裏面側全面を覆うように形成されている。裏面側集電電極５ｂ上には、タブ３が接続される。尚、本発明は、裏面側集電電極５ｂの形状を限定するものではなく、例えば、櫛形状に形成することもできる。

ここで、受光面側集電電極５ａは、光電変換部４の受光面積を大きくするため、即ち、光電変換部４の露出部分の面積を大きくするために、できるだけ小さい面積になるように設けられる。本実施形態では、受光面側集電電極５ａは、電極幅を細くして、櫛型状に形成されている。さらに、電極幅が細い受光面側集電電極５ａは、内部抵抗を小さくするために、厚み（高さ）を大きく形成されている。一方、裏面側集電電極５ｂは、光電変換部４の裏面側全面を覆うように形成され内部抵抗が十分に小さいため、厚み（高さ）は小さく形成されている。即ち、図４（ｂ）に示すように、受光面側集電電極５ａの高さは、裏面側集電電極５ｂの高さよりも大きい。

なお、本実施形態に係る受光面側集電電極５ａ及び裏面側集電電極５ｂとして、銀粒子やガラスフリット等の導電性粒子をフィラーとした導電性ペーストを用いることができる。このような導電性ペーストには、熱硬化性樹脂をバインダーとした樹脂ペーストや、高温で焼結させるセラミックペースト等を用いることができる。

次に、本実施形態に係る太陽電池１０の構成について、光電変換部４の構成に着目して説明する。図５は、図４（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図５に示すように、光電変換部４は、ＩＴＯ膜２０ａ及び２０ｇ、ｐ型非晶質シリコン層２０ｂ、ｉ型非晶質シリコン層２０ｃ及び２０ｅ、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄ、ｎ型非晶質シリコン層２０ｆを備える。具体的には、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄの受光面には、ｉ型非晶質シリコン層２０ｃを介して、ｐ型非晶質シリコン層２０ｂが形成されている。また、ｐ型非晶質シリコン層２０ｂの受光面には、ＩＴＯ膜２０ａが形成される。一方、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄの裏面には、ｉ型非晶質シリコン層２０ｅを介して、ｎ型非晶質シリコン層２０ｆが形成されている。また、ｎ型非晶質シリコン層２０ｆの裏面側には、ＩＴＯ膜２０ｇが形成される。ＩＴＯ膜２０ａの受光面には受光面側集電電極５ａが形成され、ＩＴＯ膜２０ｇの裏面には裏面側集電電極５ｂが形成されている。このような構成の太陽電池１０を有する太陽電池モジュール１００は、ＨＩＴ型太陽電池モジュールと呼ばれる。

〈太陽電池モジュール１００の製造方法〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法について説明する。以下においては、ＨＩＴ型太陽電池モジュールを例として説明する。

まず、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄをアルカリ水溶液で異方性エッチング加工することにより、表面に微細な凹凸を形成する。又、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄの表面を洗浄して、不純物を除去する。

次に、ＲＦプラズマＣＶＤ法或いはＣａｔ−ＣＶＤ法等の気相成長法を用いて、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄの受光面上に、ｉ型非晶質シリコン層２０ｃ、ｐ型非晶質シリコン層２０ｂを順次積層する。同様に、ｎ型単結晶シリコン基板２０ｄの裏面上に、ｉ型非晶質シリコン層２０ｅ、ｎ型非晶質シリコン層２０ｆを順次積層する。

次に、マグネトロンスパッタ法を用いて、ｐ型非晶質シリコン層２０ｂの受光面上に、ＩＴＯ膜２０ａを形成する。同様に、ｎ型非晶質シリコン層２０ｆの裏面上に、ＩＴＯ膜２０ｇを形成する。以上により、光電変換部４が形成される。

次に、スクリーン印刷法、オフセット印刷法等の印刷法を用いて、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを、ＩＴＯ膜２０ａの受光面上に、図４（ａ）に示すような櫛形状に積層する。これにより、光電変換部４の受光面上に、受光面側集電電極５ａが形成される。なお、受光面側集電電極５ａは、フィンガー電極５１ａとバスバー電極５２ａとを含む。

次に、エポキシ系熱硬化型の銀ペーストを、ＩＴＯ膜２０ｇの裏面側全面に積層する。これにより、光電変換部４の裏面上に、裏面側集電電極５ｂが形成される。

ここで、受光面側集電電極５ａの厚み（高さ）は、裏面側集電電極５ｂの厚み（高さ）より大きく形成されている。

次に、銀ペーストを所定条件で加熱して溶剤を揮発させた後、さらに加熱して本乾燥する。以上により、太陽電池１０が製造される。

次に、光電変換部４の受光面側に積層された受光面側集電電極５ａとタブ３とを接着する。具体的には、導電性接着剤を介して、バスバー電極５２ａとタブ３とを加熱することにより接着する。同様に、光電変換部４の裏面側に積層された裏面側集電電極５ｂとタブ３とを接着する。なお、導電性接着剤としては、半田や熱硬化性樹脂等を用いることができる。

集電電極（バスバー電極５２ａ、裏面側集電電極５ｂ）とタブ３との接着は、図６に示す加熱装置を用いて、熱風を吹き当てることにより、又は、ヒーターを内蔵する金属ブロックを押し当てることにより行われる。図６に示す加熱装置は、太陽電池１０の受光面側と裏面側とで独立して加熱温度を制御することができる。

ここで、本実施形態では、受光面側集電電極５ａの厚み（高さ）が、裏面側集電電極５ｂの厚み（高さ）よりも大きい。従って、太陽電池１０の受光面側を加熱する温度が、裏面側を加熱する温度よりも低くなるように加熱装置を制御する。具体的には、図６に示すように、裏面側集電電極５ｂとタブ３とを加熱する温度をＴ℃と設定する一方、受光面側集電電極５ａとタブ３とを加熱する温度をＴ−α℃（αは正数）と設定する。

以上により、太陽電池ストリングス２０が製造される。

次に、ガラス基板（受光面保護材１）上に、ＥＶＡシート（封止材６）、太陽電池ストリングス２０、ＥＶＡシート（封止材６）及び裏面保護材２を順次積層して積層体とする。

次に、積層体を、真空雰囲気において加熱圧着することにより仮圧着した後、所定条件で加熱することによりＥＶＡを完全に硬化させる。

以上により、太陽電池モジュール１００が製造される。尚、太陽電池モジュール１００には、端子ボックスやＡｌフレーム等を取り付けることができる。

〈作用及び効果〉
本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法によれば、受光面側集電電極５ａの厚みを、裏面側集電電極５ｂの厚みよりも大きくするとともに、受光面側集電電極５ａ（具体的には、バスバー電極５２ａ）とタブ３とを接続する際の温度Ｔ−α（℃）を、裏面側集電電極５ｂとタブ３とを接続する際の温度Ｔ（℃）よりも低くしている。

従って、タブ３を熱接着する際の温度変化により、集電電極（５ａ、５ｂ）及びタブ３が膨張・収縮する度合いは、裏面側よりも受光面側の方が小さくなる。即ち、光電変換部４と受光面側集電電極５ａとの界面に発生する応力を、光電変換部４と裏面側集電電極５ｂとの界面に発生する応力よりも小さくすることができる。従って、光電変換部４にかかる受光面側向きの力のモーメントを、裏面側向きの力のモーメントと略同等とすることができる。これにより、太陽電池１０の反りの発生を抑制することができるため、太陽電池特性を向上することができるとともに、光電変換部４の薄板化を図ることができる。

このように、本実施形態に係る太陽電池モジュール１００の製造方法によれば、太陽電池の反りの発生を抑制し、太陽電池特性の向上した太陽電池モジュールを提供することができる。

〈その他の実施形態〉
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態では、ＨＩＴ型太陽電池モジュールについて説明したが、熱拡散法によって接合が形成された結晶系の太陽電池等を用いた太陽電池モジュールであってもよい。

又、上記実施形態に係る太陽電池モジュール１００では、フィンガー電極５１ａとバスバー電極５２ａとを櫛形状に交差させたが、それぞれは直交している必要はなく、斜めに交差していてもよい。

又、上記実施形態では、裏面側集電電極５ｂを光電変換部４の裏面側全面に形成したが、フィンガー電極とバスバー電極とを櫛形状に形成しても良い。この場合においても、裏面側集電電極５ｂの厚み（高さ）は、受光面側集電電極５ａの厚み（高さ）よりも小さい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

以下、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法について、実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができるものである。

〈実施例１〉
本発明の実施例１に係るＨＩＴ型太陽電池を以下のように製造した。

まず、寸法１０４ｍｍ角、厚み１７０μｍと２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いて光電変換部を作成した。そして、厚み１７０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた光電変換部と、厚み２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた光電変換部との各々について以下のようにして太陽電池を製造した。

光電変換部の受光面に、スクリーン印刷法を用いて、フィンガー電極とバスバー電極とから構成される受光面側集電電極を櫛形状に形成した。受光面側集電電極には、エポキシ系樹脂と銀粒（約１μｍφの球状粉と約１０μｍφのフレーク粉との混粉）とを１０：９０〜２０：８０ｗｔ％の割合で混錬したエポキシ系熱硬化型の銀ペーストを使用した。また、銀ペーストの粘度を、銀ペーストの重量に対して約０．５〜５．０％の有機溶剤を添加することにより調整した。

また、スクリーン印刷法の版の仕様は、２９０本／ｉｎｃｈメッシュ（１６μｍφ）、乳剤厚み３０μｍ、総厚み６０〜６５μｍ、フィンガー電極用開口幅８０μｍ、バスバー電極用開口幅１．５ｍｍとした。このような版を用いて、厚み（高さ）４０μｍ、幅１００μｍのフィンガー電極と、厚み（高さ）５０μｍ、幅１．５ｍｍのバスバー電極とを形成した。

同様に、光電変換部の裏面に、スクリーン印刷法を用いて、フィンガー電極とバスバー電極とから構成される裏面側集電電極を櫛形状に形成した。裏面側集電電極には、受光面側集電電極と同様のエポキシ系熱硬化型の銀ペーストを使用した。

また、スクリーン印刷法の版の仕様は、２９０本／ｉｎｃｈメッシュ（１６μｍφ）、乳剤厚み５μｍ、総厚み３７〜４０μｍ、フィンガー電極用開口幅１００μｍ、バスバー電極用開口幅１．５ｍｍとした。このような版を用いて、厚み（高さ）２５μｍ、幅１２０μｍのフィンガー電極と、厚み（高さ）３０μｍ、幅１．５ｍｍのバスバー電極とを形成した。

次に、タブのバスバー電極に接する面に、有機溶剤、ロジン、ハロゲン等からなるフラックスを塗布することにより、タブ表面の酸化物を除去した。タブには、幅１．５ｍｍ、厚み（高さ）１５０μｍの銅線を用いた。タブは、厚み約４０μｍのＳｎＡｇＣｕ系半田を上下面にメッキ処理され、総厚み２３０μｍとされている。

次に、タブの一端を一の太陽電池の受光面側に形成されたバスバー電極上に配置するとともに、タブの他端を他の太陽電池の裏面側に形成されたバスバー電極の下に配置した。このようにタブにより太陽電池を挟み込んだ状態で、図６（ａ）に示す加熱装置により熱風を吹き当てて加熱することにより、タブと各バスバー電極とを接着した。ここで、加熱温度条件は、受光面側で２５０℃、裏面側で２７０℃とした。

以上のようにして、実施例１に係るＨＩＴ型太陽電池を製造した。なお、厚み１７０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いたものを実施例１−１とし、厚み２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いたものを実施例１−２とする。

<実施例２>
本発明の実施例２に係るＨＩＴ型太陽電池を以下のように製造した。本実施例では、上記実施例１の製造方法と異なる部分について記載する。

本実施例では、導電性接着剤として、半田に代わり、導電性粒子を含む樹脂を用いた。具体的には、導電性接着剤は、速硬性エポキシ樹脂に１０μｍφのＮｉ粒を３０ｗｔ％配合し、有機溶剤で希釈されている。

受光面側及び裏面側のバスバー電極に導電性粒子を含む樹脂を厚み３０μｍ程度塗布し、タブで太陽電池を挟み込んだ。

次に、図６（ｂ）に示す加熱装置の金属ブロックを押し当てて加熱することにより、タブと各バスバー電極とを接着した。ここで、加熱温度条件は、受光面側で１８０℃、裏面側で２００℃とした。

以上のようにして、実施例２に係るＨＩＴ型太陽電池を製造した。なお、厚み１７０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いたものを実施例２−１とし、厚み２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いたものを実施例２−２とする。

<比較例１〜７>
比較例１〜７に係るＨＩＴ型太陽電池を以下のように製造した。上記実施例１の製造方法とは、加熱装置における温度条件のみが異なる。

厚み１７０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた太陽電池について、加熱温度を、受光面側で２５０℃、裏面側で２５０℃として比較例１を製造し、受光面側で２７０℃、裏面側で２５０℃として比較例２を製造し、受光面側で２７０℃、裏面側で２７０℃として比較例３を製造し、受光面側で２５０℃、裏面側で２９０℃として比較例４を製造した。

また、厚み２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた太陽電池について、加熱温度を、受光面側で２５０℃、裏面側で２５０℃として比較例５を製造し、受光面側で２７０℃、裏面側で２５０℃として比較例６を製造し、受光面側で２７０℃、裏面側で２７０℃として比較例７を製造した。

<比較例８〜１４>
比較例８〜１４に係るＨＩＴ型太陽電池を以下のように製造した。上記実施例２の製造方法とは、加熱装置における加熱温度条件のみが異なる。

厚み１７０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた太陽電池について、加熱温度を、受光面側で１８０℃、裏面側で１８０℃として比較例８を製造し、受光面側で２００℃、裏面側で１８０℃として比較例９を製造し、受光面側で２００℃、裏面側で２００℃として比較例１０を製造し、受光面側で１８０℃、裏面側で２２０℃として比較例１１を製造した。

また、厚み２５０μｍのｎ型単結晶シリコン基板を用いた太陽電池について、加熱温度を、受光面側で１８０℃、裏面側で１８０℃として比較例１２を製造し、受光面側で２００℃、裏面側で１８０℃として比較例１３を製造し、受光面側で２００℃、裏面側で２００℃として比較例１４を製造した。

<太陽電池の反り測定>
上記実施例１−１、１−２、２−１、２−２、上記比較例１〜１４を各１０枚ずつ製造し、反りの大きさを測定した。測定は、タブの長手方向と直交する一方の辺を押さえた場合の、他方の辺の高さを計測することによって平均値を求めた。

実施例１及び比較例１〜７についての測定結果を下表に示す。

測定結果より、基板（光電変換部）の厚みが薄いほど、大きな反りが発生することが確認された。これは、光電変換部の厚みが小さければ、受光面側向きの力のモーメントの影響を受けやすいことに起因する。

また、受光面側と裏面側との加熱温度が同じ場合には、太陽電池の受光面側が凹形状に反ることが確認された。これは、受光面側集電電極の厚みが裏面側集電電極の厚みよりも大きいために、受光面側向きの力のモーメントが、裏面側向きの力のモーメントよりも大きくなることに起因する。

また、加熱温度を高くするに従って、反りが大きくなることが確認された。これは、加熱温度が高くなることにより、タブ及び集電電極が膨張・収縮する度合いが大きくなるために、光電変換部にかかる受光面側向きの力のモーメントも大きくなることに起因する。

一方、実施例１−１及び１−２では、反りが発生しなかった。これは、受光面側集電電極とタブとを接続する際の温度を、裏面側集電電極とタブとを接続する際の温度よりも低くしたことにより、光電変換部にかかる受光面側向きの力のモーメントを、裏面側向きの力のモーメントと略同等とすることができたためである。特に、基板（光電変換部）の厚みが小さい実施例１−１においても反りが発生しないことが確認できたため、本発明により、基板の薄板化を実現できることが確認された。

次に、実施例２及び比較例８〜１４についての測定結果を下表に示す。

測定結果より、上記表１と同様の結果が確認された。即ち、集電電極とタブとの間に形成される導電性接着層の材料に関わらず、本発明の効果が得られることが確認できた。

<比較例１５>
比較例１５に係るＨＩＴ型太陽電池を以下のように製造した。比較例１５では、スクリーン印刷法の版の仕様のみが、上記実施例１−１の製造方法と異なる。

比較例１５のスクリーン印刷法の版は、２９０本／ｉｎｃｈメッシュ（１６μｍφ）、乳剤厚み１０μｍ、総厚み４０〜４５μｍ、フィンガー電極用開口幅８０μｍ、バスバー電極用開口幅１．５ｍｍとした。この版を用いて、厚み（高さ）２０μｍ、幅１００μｍのフィンガー電極と、厚み（高さ）３０μｍ、幅１．５ｍｍのバスバー電極とを形成した。

<受光面側集電電極の厚みと抵抗値との関係>
次に、受光面側集電電極の厚みと抵抗値との関係を調べた。具体的には、実施例１−１と比較例１５とにおけるフィンガー電極の抵抗値を測定することにより、フィンガー電極の厚み（高さ）を小さくすると内部抵抗値が増加することを確認する。測定結果を下表に示す。

測定結果によれば、比較例のＦＦ値は、フィンガー電極の内部抵抗が大きくなったことを反映して、実施例１−１のＦＦ値よりも大きな値となった。その結果として、太陽電池特性の低下を招いている。

以上により、フィンガー電極の幅を細くした場合には、厚み（高さ）を大きくする必要があることが確認された。

従来の太陽電池モジュール１００の断面図である。 従来の太陽電池１０の断面図である。 実施形態に係る太陽電池モジュール１００の断面図である。 実施形態に係る太陽電池１０の断面図である。 実施形態に係る光電変換部４の断面図である。 実施形態に係る太陽電池モジュールの製造方法を説明するための図である。

符号の説明

１…受光面保護材、２…裏面保護材、３…タブ、４…光電変換部、５…集電電極、５ａ…受光面側集電電極、５ｂ…裏面側集電電極、６…封止材、１０…太陽電池、２０…太陽電池ストリングス、２０ａ…ＩＴＯ膜、２０ｂ…ｐ型非晶質シリコン層、２０ｃ…ｉ型非晶質シリコン層、２０ｄ…ｎ型単結晶シリコン基板、２０ｅ…ｉ型非晶質シリコン層、２０ｆ…ｎ型非晶質シリコン層、２０ｇ…ＩＴＯ膜、５１ａ…フィンガー電極、５２ａ…バスバー電極、１００…太陽電池モジュール

Claims (4)

1. 受光面保護材と裏面保護材との間に、配線用のタブにより電気的に接続された複数の太陽電池を備える太陽電池モジュールの製造方法であって、
   受光によりキャリアを生成する光電変換部を形成するステップＡと、
   前記光電変換部の受光面上に、導電性ペーストを用いて前記キャリアを集電する第１の集電電極を積層するステップＢと、
   前記光電変換部の裏面上に、前記第１の集電電極と同様の導電性ペーストを用いて前記キャリアを集電する第２の集電電極を、前記第１の集電電極と異なる高さで積層するステップＣと、
   前記第１の集電電極と前記タブとを、第1の温度に加熱することにより接続するステップＤと、
   前記第２の集電電極と前記タブとを、第２の温度に加熱することにより接続するステップＥとを含み、
   前記第１の集電電極の高さを前記第２の集電電極の高さよりも大きくすると共に、前記第１の温度を前記第２の温度よりも低くして前記ステップＤとステップＥとを同時に行うことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
2. 前記タブは、導電性接着層を介して前記第１の電極及び前記第２の電極に接続されることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
3. 前記導電性接着層は、半田により形成されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。
4. 前記導電性接着層は、導電性粒子を含む樹脂により形成されることを特徴とする請求項２に記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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