[发明专利]太阳能电池模块及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能电池模块及其制造方法，特别涉及通过设置在各太阳能电池元件中的电极彼此经由布线材料连接从而多个太阳能电池元件电连接而构成的太阳能电池模块及其制造方法。

背景技术

太阳能电池元件一般具有接受阳光的受光面和不接受阳光的背面，在表面和背面形成有用于与布线材料（片）接合的集电电极（母线电极）和背面电极。而且，在太阳能电池模块中，布线材料交替地连接形成在一个太阳能电池元件的受光面上的集电电极、和形成在与该太阳能电池元件邻接的其他太阳能电池元件的背面的背面电极。作为布线材料，使用例如铜等良导体。

太阳能电池元件具备：在例如硅等的半导体基板上进行光电变换的光电变换部；对由光电变换部生成的光生载流子进行集电的细线电极（栅电极）；以及为了将所集电的光生载流子从细线电极传递到布线材料而与布线材料接合的集电电极。

集电电极是用于接合布线材料的电极，以与细线电极交叉的方式在太阳能电池元件上形成有多个。集电电极和细线电极都是烧结导电性膏而形成的。导电性膏是将例如玻璃或者树脂作为粘合剂而含有、将银（Ag）等良导电材料的粒子作为填充物而含有的材料。

在例如专利文献1中公开了将上述那样的例如由铜构成的布线材料和由包含银粒子的导电性膏形成的集电电极通过焊料进行接合而构成的太阳能电池模块。

在专利文献1记载的太阳能电池模块中，以提高在集电电极中使用了树脂硬化型导电性膏的太阳能电池和布线材料的粘着性为目的。该集电电极是烧结导电性膏而得到的电极，其中该导电性膏是将热硬化性树脂组成物和导电性的粉末混合而得到的导电性膏，热硬化性树脂以体积比例70%以上包含玻璃转移点为80℃以上且200℃以下的树脂。太阳能电池模块被构成为对集电电极焊接涂覆了无铅的焊料的布线材料。

另外，作为其他例子，在例如专利文献2中公开了以如下为目的的太阳能电池模块，该目的是：防止在对太阳能电池元件的集电电极和布线材料进行焊接时使用的助焊剂（flux）所致的制造设备的污染，抑制助焊剂所引起的太阳能电池元件的破损。

在专利文献2记载的太阳能电池模块中，通过构成为集电电极具备在对连接片进行连接的面在与电极的长度方向大致平行的方向上延伸的突出部，从而虽然以使用助焊剂为前提，但抑制助焊剂所引起的破损。

通常，在太阳能电池模块中，例如，使用Sn-3Ag-0.5Cu、Sn-Cu等锡（Sn）系的焊料。在用焊料进行接合的方法中，为了去除形成在集电电极以及布线材料的各表面的氧化物等，需要在集电电极的表面和布线材料的表面的至少一方的焊料接合部中涂覆助焊剂。然后，通过在抵压了布线材料和集电电极的状态下进行加热，通过助焊剂的还原作用，集电电极的表面以及布线材料的表面的氧化膜被去除，实现利用焊料的接合。

另外，在例如专利文献3中公开了与上述专利文献不同的、用树脂粘接剂接合了布线材料和集电电极的太阳能电池模块的制造方法。

在专利文献3记载的太阳能电池模块的制造方法中，以提供能够缩短制造时间的太阳能电池模块的制造方法为目的，构成为在多个太阳能电池元件各自的受光面和背面中，以比树脂粘接剂的硬化温度低的温度临时粘接了布线材料之后，以树脂粘接剂的硬化温度以上的温度，将多个太阳能电池元件一并地进行热压接。

在专利文献3中，将含有被涂了镍（Ni）、金（Au）等的Ni球、或者对塑料球涂了Au等的导电粒子的热硬化性树脂粘接剂配置于集电电极上，在抵压了布线材料的状态下进行加热，从而所配置的树脂粘接剂被硬化，实现了布线材料与集电电极的连接。在该情况下，布线材料和集电电极的物理性连接是通过热硬化性树脂粘接剂来实现的，布线材料与集电电极的电连接是通过与所含有的导电粒子的接触来进行的。另外，作为热硬化性树脂粘接剂，使用以环氧树脂为主成分的带状膜。

专利文献1：日本特开2005-217148号公报

专利文献2：日本特开2009-272406号公报

专利文献3：国际公开第2009/011209号

发明内容

发明所要解决的课题

如上所述，专利文献1以及专利文献2记载的太阳能电池模块构成为通过焊料将含铜的布线材料和包含含银粒子的导电性膏的集电电极进行接合。因此，在用焊料接合的方法中，存在如下问题：无法克服由于用铜等良导体的金属形成的布线材料与用硅等半导体形成的太阳能电池元件的大的热膨胀差而发生的热应力，集电电极从太阳能电池元件剥离。