專利名稱：太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法
太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法 技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及能夠使用由各種樹(shù)脂材料構(gòu)成的布線基板的太陽(yáng)能電池模塊及其制 造方法。
技術(shù)背景
近年來(lái)，出于對(duì)能源資源枯竭的問(wèn)題和大氣中二氧化碳增加之類的地球環(huán)境問(wèn)題 等考慮，希望開(kāi)發(fā)綠色能源，特別是使用太陽(yáng)能電池單元的太陽(yáng)光發(fā)電作為新能源而正在 被開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，沿著發(fā)展的道路在前進(jìn)。作為太陽(yáng)能電池，向單晶或多晶的第一導(dǎo)電 型硅基板的受光面擴(kuò)散第二導(dǎo)電型的雜質(zhì)以形成pn結(jié)，在該硅基板的受光面和背面分別 形成電極而構(gòu)成太陽(yáng)能電池單元，把這樣的太陽(yáng)能電池單元連接多個(gè)而構(gòu)成的太陽(yáng)能電池 模塊成為目前的主流。
通過(guò)在第一導(dǎo)電型硅基板的背面形成包含高濃度的相同導(dǎo)電型雜質(zhì)的雜質(zhì)層以 謀求基于背面電場(chǎng)效果的高輸出化的太陽(yáng)能電池單元也正在普及。并且，在硅基板的受光 面不形成電極而在其背面形成P電極和N電極的所謂背面電極型太陽(yáng)能電池單元也正在被 開(kāi)發(fā)。
由于背面電極型太陽(yáng)能電池單元一般在受光面不具有電極，所以沒(méi)有由電極引起 的陰影損失(〉^)，與在硅基板的受光面和背面分別具有電極的太陽(yáng)能電池單 元相比，希望能夠得到高輸出。
因此，提出了如下方案，即、使用在絕緣性基體材料上形成有布線的布線基板來(lái)連 接背面電極型太陽(yáng)能電池單元，使太陽(yáng)能電池單元的連接變?nèi)菀?，能夠減少單元裂紋(例 如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2005-340362號(hào)公報(bào)
雖然提出了為了容易進(jìn)行太陽(yáng)能電池單元的連接而使用布線基板的方案，但還不 到大批量生產(chǎn)的程度。作為在半導(dǎo)體領(lǐng)域使用的布線基板，主要有在熱收縮率小的玻璃環(huán) 氧基板上利用銅箔等而形成布線圖案的硬質(zhì)基板、在聚酰亞胺膜上利用銅箔等形成布線圖 案的撓性基板。但這些布線基板所使用的玻璃環(huán)氧基板和聚酰亞胺膜，作為太陽(yáng)能電池模 塊的材料每一臺(tái)需要Im2以上，所以價(jià)格非常高。這點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化的主要原因。
于是，考慮使用更便宜的材料，但便宜的材料大多在耐熱性上有問(wèn)題。在制造太陽(yáng) 能電池模塊的過(guò)程中，太陽(yáng)能電池單元與布線基板的連接工序和把太陽(yáng)能電池模塊用耐候 性密封材料進(jìn)行密封的工序中要把布線基板加熱，有時(shí)至少要承受150°C左右的溫度。
例如在代替聚酰亞胺膜而使用幾十分之一價(jià)格的PET膜時(shí)，若按膜單體來(lái)比較， 以150°C進(jìn)行30分鐘的加熱處理，聚酰亞胺膜的尺寸變化是0. 以下，相對(duì)地PET膜則有 時(shí)會(huì)收縮百分之幾，使太陽(yáng)能電池單元的電極與布線基板的布線之間產(chǎn)生偏差，成為不合 格模塊的可能性很高。
一般，對(duì)于背面電極型太陽(yáng)能電池單元，電極致密且間距細(xì)小的結(jié)構(gòu)能夠期待具 有高太陽(yáng)能電池特性，但考慮到膜的熱收縮，則難于進(jìn)行致密且間距細(xì)小的電極設(shè)計(jì)，存在不能發(fā)揮高太陽(yáng)能電池特性的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明鑒于上述問(wèn)題而作出，其目的在于提供一種太陽(yáng)能電池模塊及其制 造方法，該太陽(yáng)能電池即使在使用由熱收縮率不足夠低的各種樹(shù)脂材料構(gòu)成的布線基板 來(lái)連接太陽(yáng)能電池單元的結(jié)構(gòu)中，也能夠以細(xì)小間距來(lái)設(shè)計(jì)電極并發(fā)揮高的太陽(yáng)能電池特性。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人等精心研究的結(jié)果是發(fā)現(xiàn)利用通常的雙軸延伸法 制造的樹(shù)脂膜在邊卷繞成卷筒狀邊進(jìn)行制造時(shí)，在MD方向(卷繞方向)和TD方向(相對(duì) MD的垂直方向)的熱收縮率產(chǎn)生數(shù)倍到數(shù)十倍的差，例如一般便宜的PET膜對(duì)于150°C、30 分鐘的加熱處理，在MD方向熱收縮率是約2%、在TD方向熱收縮率是約0. 2 %，鑒于這點(diǎn)， 把電極圖案細(xì)小且設(shè)計(jì)余量少的方向設(shè)定為TD方向，由此，能夠制造熱收縮的影響足夠小 的布線基板而實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。即本發(fā)明的太陽(yáng)能電池模塊使用在樹(shù)脂基體材料上形成有規(guī)定 布線圖案的布線基板來(lái)將太陽(yáng)能電池單元彼此電連接，使所述布線基板成為根據(jù)太陽(yáng)能 電池單元的電極圖案和布線基板的布線圖案的形狀而把設(shè)計(jì)余量少的方向設(shè)定為所述樹(shù) 脂基體材料熱收縮率小的方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過(guò)使基體材料熱收縮率小的方向與設(shè)計(jì)余量少且需要把誤差抑制 為較小的方向一致，能夠構(gòu)筑熱收縮的影響被抑制的布線圖案。因此，能夠得到具備使用由 熱收縮率不足夠低的各種樹(shù)脂材料制作的布線基板的太陽(yáng)能電池模塊。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊中，把多個(gè)布線鄰接并列設(shè)置的所述布線圖 案的寬度方向作為所述樹(shù)脂基體材料的TD方向。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在以比較簡(jiǎn)單的相同圖案反 復(fù)重復(fù)的連接太陽(yáng)能電池單元的布線圖案中，在以細(xì)小間距進(jìn)行布線的寬度方向采用樹(shù)脂 基體材料的TD方向，在圖案余量能夠取為較大的方向采用樹(shù)脂基體材料的MD方向，能夠構(gòu) 筑不受熱收縮影響的布線圖案。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊中，所述樹(shù)脂基體材料是雙軸延伸樹(shù)脂膜。 根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從通常雙軸延伸法制造的多種樹(shù)脂材料中來(lái)選擇適合布線基板的樹(shù)脂來(lái) 使用。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊中，所述膜是聚酯類的膜。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠 使用便宜且可大批量生產(chǎn)的樹(shù)脂材料來(lái)制造太陽(yáng)能電池模塊的布線基板。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊中，所述膜包含有聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯 PET或聚萘二甲酸乙二醇酯PEN中的任一種。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，即使是熱收縮率大而非常便宜的 樹(shù)脂材料，通過(guò)把布線基板的寬度方向設(shè)定為TD方向，也能夠制造熱收縮的影響足夠小的 布線基板。本發(fā)明是發(fā)明內(nèi)容第1至第5中任一項(xiàng)記載的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，把熱 處理工序的溫度設(shè)定在100°c以上180°C以下。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在粘接和電極連接等時(shí)即使進(jìn)行熱處理，通過(guò)把加熱溫度抑制在 180°C以下，即使使用耐熱溫度低的便宜的樹(shù)脂材料，也能夠防止由熱收縮引起的位置偏差。本發(fā)明在上述結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池模塊制造方法中，將熔點(diǎn)180°C以下的焊料或是在180°C以下硬化的導(dǎo)電性粘接劑用于太陽(yáng)能電池單元側(cè)的電極與布線基板的連接。根據(jù) 該結(jié)構(gòu)，能夠既以180°C以下的熱處理溫度來(lái)抑制樹(shù)脂基板的熱收縮，又可靠地進(jìn)行太陽(yáng)能 電池單元側(cè)的電極與布線基板的連接。根據(jù)本發(fā)明，太陽(yáng)能電池模塊中使用在樹(shù)脂基體材料上形成有規(guī)定布線圖案的布 線基板來(lái)將太陽(yáng)能電池單元彼此電連接，使布線基板成為根據(jù)太陽(yáng)能電池單元的電極圖 案和布線基板的布線圖案的形狀而把設(shè)計(jì)余量少的方向設(shè)定為樹(shù)脂基體材料熱收縮率小 的方向，由此，使基體材料熱收縮率小的方向與設(shè)計(jì)余量少且需要把誤差抑制為較小的方 向一致，能夠構(gòu)筑熱收縮的影響被抑制的布線圖案。因此，能夠得到具備由熱收縮率不足夠 低的各種樹(shù)脂材料制作的布線基板的太陽(yáng)能電池模塊。把制造該太陽(yáng)能電池模塊時(shí)的熱處 理工序的溫度設(shè)定在100°C以上180°c以下，利用該制造方法，即使使用耐熱溫度低的便宜 的各種樹(shù)脂材料，也能夠制造這樣的太陽(yáng)能電池模塊，其具備的布線基板能夠防止由熱收 縮引起的位置偏差。


圖1是太陽(yáng)能電池單元的簡(jiǎn)略說(shuō)明圖，(a)表示剖面示意圖、(b)是表示形成有線 狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖、(c)是表示形成有點(diǎn)狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單 元的俯視圖、(d)是表示形成有梳齒狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單元的俯視圖；圖2是表示布線基板一例的俯視圖；圖3表示太陽(yáng)能電池單元的第一實(shí)施例，(a)是其剖面示意圖、(b)是俯視圖；圖4是表示布線基板其他實(shí)施例的俯視圖；圖5表示本發(fā)明太陽(yáng)能電池模塊的一例，(a)是俯視圖、(b)是剖面示意圖；圖6是表示安裝本發(fā)明太陽(yáng)能電池模塊的框體和端子盒之前的半完成狀態(tài)下主 要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖7是表示本發(fā)明太陽(yáng)能電池模塊的完成狀態(tài)下主要部分結(jié)構(gòu)的剖視圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1硅基板 2防止反射膜 3N+層 4P+層5N電極 6P電極 7鈍化膜 9連接布線10太陽(yáng)能電池單元 20布線基板 21布線基板30框體 H焊料 M太陽(yáng)能電池模塊
具體實(shí)施例方式以下參照

本發(fā)明的實(shí)施例。對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)部件使用相同的附圖標(biāo)記， 適當(dāng)省略詳細(xì)說(shuō)明。太陽(yáng)能電池模塊包括具備多個(gè)太陽(yáng)能電池單元的太陽(yáng)能電池本體部、保持在太 陽(yáng)能電池本體部的周圍而使其成為一體的框體、作為太陽(yáng)能電池本體部所生成的電力的輸 出部的端子盒、與端子盒連接的輸出電纜；從表面開(kāi)始，按順序把由透光性的玻璃或塑料構(gòu) 成的受光面保護(hù)板、片狀的乙烯醋酸乙烯酯等太陽(yáng)能電池單元密封材料、被密封在該太陽(yáng) 能電池單元密封材料中的單由晶硅、多晶硅、非晶硅和化合物半導(dǎo)體等構(gòu)成的太陽(yáng)能電池 單元、從背面保護(hù)所述太陽(yáng)能電池單元密封材料的背膜構(gòu)成的層合體一體化，并向框體中組裝。太陽(yáng)能電池模塊構(gòu)成為將通過(guò)內(nèi)部連線進(jìn)行了電布線的多個(gè)太陽(yáng)能電池單元串 和在玻璃基板上形成有電極的結(jié)構(gòu)體串聯(lián)或并聯(lián)配置，并封入到受光面保護(hù)板與背面?zhèn)鹊?背膜之間，由透光性樹(shù)脂進(jìn)行密封并在周邊安裝框體。本實(shí)施例的太陽(yáng)能電池單元是N電 極、P電極都處于背面?zhèn)鹊谋趁骐姌O型太陽(yáng)能電池單元10，例如如圖1(a)的剖面示意圖所 示，其具備硅基板1、在該硅基板1的受光面形成的防止反射膜2、在硅基板1的背面形成 的N+層3和P+層4、在背面上形成的鈍化膜7、N電極5、P電極6。也可以在硅基板1與防 止反射膜2之間形成其他的鈍化膜。防止反射膜2和鈍化膜7例如能夠由氮化硅膜和氧化硅膜形成。設(shè)置在背面?zhèn)鹊碾姌O圖案能夠形成圖1(b)所示的線狀電極圖案、圖1(c)所示的 點(diǎn)狀電極圖案、圖1 (d)所示的梳齒狀電極圖案，分別成為形成有具備線狀N電極5a、P電 極6a的線狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單元10A、形成有具備點(diǎn)狀N電極^kP電極6b的點(diǎn)狀 電極圖案的太陽(yáng)能電池單元10B、形成有具備梳齒狀N電極5c、P電極6c的梳齒狀電極圖 案的太陽(yáng)能電池單元10C。接著說(shuō)明為了連接多個(gè)太陽(yáng)能電池單元10(10A、10B、10C)的多 個(gè)電極并輸出電動(dòng)勢(shì)而安裝的布線基板。所謂布線基板是指在絕緣性基板上形成有所希望的布線圖案的基板，作為絕緣性 基板有時(shí)使用硬質(zhì)基板、有時(shí)使用膜基板。本實(shí)施例是使用由雙軸延伸法制造的膜的布線基板。該布線基板例如是把作為基體材料的絕緣膜和金屬箔使用粘接劑等貼合，在金屬 箔表面把保護(hù)用的抗蝕劑形成為所希望的形狀后，對(duì)露出的金屬箔進(jìn)行蝕刻處理，再把抗 蝕劑除去而形成具有所希望的布線圖案的布線基板。這時(shí)，通過(guò)根據(jù)要形成的布線圖案來(lái) 決定膜的方向就能夠制造出耐熱收縮的布線基板。通常，膜的制造是通過(guò)雙軸延伸法來(lái)進(jìn)行，S卩、一邊把溶解的樹(shù)脂基體材料卷繞成 卷筒狀，一邊使其在縱向(卷繞方向MD方向)和橫向(TD方向與MD方向正交的方向) 延伸，來(lái)制造厚度均勻的膜。該方法的特點(diǎn)是，由于在MD方向容易殘留有應(yīng)力，所以在加熱 收縮時(shí)容易在該MD方向收縮，與TD方向相比有時(shí)有數(shù)倍到數(shù)十倍的熱收縮率。S卩、樹(shù)脂基 體材料的TD方向的熱收縮率小，而MD方向的熱收縮率大。因此，作為在半導(dǎo)體領(lǐng)域所使用的撓性布線基板的樹(shù)脂基體材料，使用即使加熱 到二百幾十度也幾乎不出現(xiàn)形狀變化的耐熱性優(yōu)良的聚酰亞胺膜。但聚酰亞胺膜的價(jià)格非 常高，在作為太陽(yáng)能電池模塊的布線基板使用時(shí)，考慮到需要使用與模塊面積同等的面積， 難以大批量生產(chǎn)。另一方面，PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)和PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等聚酯類 的膜由于作為包裝用材料等而在一般用途中被廣泛普及，所以價(jià)格便宜，只有聚酰亞胺膜 的價(jià)格的幾十分之一左右。但聚酯類的膜與聚酰亞胺膜相比耐熱性大為變差，雖然也有作 為布線基板的基體材料使用的情況，但被限定在不受熱的用途。例如若是一般的PET膜單 體，已知對(duì)于150°C、30分鐘的加熱處理，其熱收縮率在MD方向是2%、在TD方向是0. 2% 左右。實(shí)際上由于貼合有金屬箔，其收縮率比上述值小，但MD方向的收縮率比TD方向大的 情況沒(méi)有改變。具體的收縮率隨布線圖案的不同而不同。在太陽(yáng)能電池模塊使用布線基板的情況下，制造模塊時(shí)，與太陽(yáng)能電池單元進(jìn)行連接和密封太陽(yáng)能電池模塊這兩道工序需要至少加熱到100°C以上。由于一般的PET樹(shù)脂 會(huì)產(chǎn)生變色、變性和變形，所以處理溫度需要設(shè)定在180°C以下。對(duì)于PEN和其他聚酯類的 膜，雖然多少有些差別，但可以說(shuō)是同樣的情況。因此，在把布線基板用于太陽(yáng)能電池模塊 的用途中由于有熱收縮的問(wèn)題，所以通常在半導(dǎo)體領(lǐng)域作為布線基板的基體材料不使用聚 酯類的膜。但對(duì)于太陽(yáng)能電池單元，由于不需要使用像半導(dǎo)體那樣在縱向和橫向都致密且 復(fù)雜的布線圖案，而是后述那樣的簡(jiǎn)單圖案，并且要求具有高精度的方向被限定在一個(gè)方 向，所以把該要求具有高精度的方向設(shè)定為樹(shù)脂基體材料的TD方向，使另一個(gè)方向成為MD 方向，這樣來(lái)形成圖案，就能夠使用。這樣，就能夠把便宜的聚酯膜用于布線基板，結(jié)果是能 夠使太陽(yáng)能電池模塊大批量生產(chǎn)。圖2表示布線基板的一例。該布線基板是布線基板20，其布線與形成有線狀電極 圖案的太陽(yáng)能電池單元IOA或形成有點(diǎn)狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單元IOB上設(shè)置的電極對(duì) 應(yīng)而將梳齒狀的P布線和N布線以彼此相對(duì)的方式形成(即使單元電極是梳齒狀的情況 下，也能夠向該布線基板上設(shè)置布線)，在設(shè)置多個(gè)(例如12個(gè))太陽(yáng)能電池單元時(shí)，具有 串聯(lián)連接這些多個(gè)單元的連接布線9a 9m。與太陽(yáng)能電池單元中設(shè)置的電極對(duì)應(yīng)形成的 布線(P布線和N布線)優(yōu)選相對(duì)電極的寬度具有同等以上的寬度，通過(guò)將太陽(yáng)能電池單元 的電極以與布線基板的布線重疊的方式連接在該布線基板的布線上，進(jìn)行作為太陽(yáng)能電池 模塊的布線。通過(guò)這樣把電極與布線重疊，能夠減少把太陽(yáng)能電池產(chǎn)生的電力集電時(shí)的電 阻，能夠得到高的太陽(yáng)能電池特性。在此，對(duì)于布線基板的布線與太陽(yáng)能電池單元電極的連接，例如使用低熔點(diǎn)焊料 和低溫硬化型導(dǎo)電性粘接劑，把用于連接的加熱溫度控制在180°C以下。這時(shí)，若作為布線 基板的樹(shù)脂基體材料使用PET和PEN等聚酯類膜時(shí)，即使是180°C以下的比較低的處理溫 度，也有可能由于熱收縮而出現(xiàn)位置偏差，出現(xiàn)布線不良。由于太陽(yáng)能電池單元的一側(cè)電極 與連接鄰接的另一側(cè)電極的布線相接觸的危險(xiǎn)性高，所以設(shè)定使用由這樣的樹(shù)脂基體材料 構(gòu)成的布線基板，該樹(shù)脂基體材料把鄰接形成有多個(gè)布線的圖中X方向作為樹(shù)脂基體材料 的TD方向，把Y方向作為MD方向。如上所述，把鄰接并列設(shè)置有多個(gè)布線的所述布線圖案的寬度方向作為所述樹(shù)脂 基體材料的TD方向，構(gòu)成布線基板20，通過(guò)設(shè)定這樣的布線基板20，就成為在以細(xì)小間距 進(jìn)行布線的寬度方向采用樹(shù)脂基體材料的TD方向，在能夠把圖案余量較大的方向采用樹(shù) 脂基體材料的MD方向，能夠防止由熱收縮引起的位置偏差而構(gòu)筑不受熱收縮影響的布線 圖案。下面，使用圖3和圖4來(lái)說(shuō)明太陽(yáng)能電池模塊，其包括經(jīng)由太陽(yáng)能電池單元的梳 齒狀指狀電極而向設(shè)置在單元端部的匯流(〃 ^〃一)電極集電形式的太陽(yáng)能電池單元和 經(jīng)由與該匯流電極抵接的連接布線進(jìn)行連接的布線基板。圖3 (a)所示的太陽(yáng)能電池單元IOC是把N電極5、P電極6都形成在背面的背面 電極型太陽(yáng)能電池單元，例如具有N型的硅基板1、在該硅基板1的受光面形成的防止反射 膜2、在硅基板1的背面形成的N+層3和P+層4、在背面上形成的鈍化膜7、N電極5和P 電極6。如圖3(b)所示，在本實(shí)施例的太陽(yáng)能電池單元IOC所形成的N電極5是指狀N電 極5c、P電極6是指狀P電極6c，把它們形成梳齒狀，在單元端部形成匯流N電極50和匯 流P電極60。
圖4表示與上述太陽(yáng)能電池單元IOC對(duì)應(yīng)使用的布線基板21的一例。在此所使 用的布線基板的布線具有連接布線9 (9a 9m)，其形成有把鄰接的太陽(yáng)能電池單元的匯流 N電極50和匯流P電極60串聯(lián)連接的布線圖案和把太陽(yáng)能電池串之間連接的布線圖案。通過(guò)把太陽(yáng)能電池單元的匯流電極(匯流N電極50和匯流P電極60)分別與該 連接布線9(9a 9m)連接來(lái)進(jìn)行作為太陽(yáng)能電池模塊的布線。即、僅由太陽(yáng)能電池單元的 指狀電極收集電流，向處于單元端部的匯流電極集電。由于這樣僅把匯流部分與布線基板 的連接布線9重疊地進(jìn)行布線便可，所以雖然為了不產(chǎn)生指狀電極的損失需要想辦法減少 指狀電極的電阻，但容易實(shí)現(xiàn)設(shè)置時(shí)的位置對(duì)準(zhǔn)。這時(shí)，匯流電極與連接布線的連接，通過(guò)使用上述低熔點(diǎn)焊料和低溫硬化型導(dǎo)電 性粘接劑，能夠把用于連接的加熱溫度控制在180°C以下。這時(shí)，若布線基板的基體材料使 用PET、PEN等聚酯類膜，即使是180°C以下的處理，也有可能由于熱收縮而出現(xiàn)位置偏差， 成為布線不良，所以優(yōu)選使用與指狀電極的端部接觸的可能性高的、把圖中Y方向作為樹(shù) 脂基體材料的TD方向的布線基板21。如上所述，通過(guò)將接觸的可能性高且設(shè)計(jì)余量少的方向作為樹(shù)脂基體材料TD方 向而構(gòu)成布線基板21，能夠防止由熱收縮引起的位置偏差而構(gòu)筑不受熱收縮影響的布線圖案。在安裝并連接布線基板21后，由EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)等透光性密封材 料、玻璃等透光性基板和耐候性膜夾住，進(jìn)行加熱真空壓接和退火處理來(lái)密封模塊，安裝框 體和用于向外部取出電力的端子盒，來(lái)完成太陽(yáng)能電池模塊。如上所述，根據(jù)太陽(yáng)能電池單元的電極圖案和布線基板的布線圖案的形狀而把設(shè) 計(jì)余量少的方向設(shè)定為樹(shù)脂基體材料熱收縮率小的方向，通過(guò)使所述樹(shù)脂基體材料的熱收 縮率小的方向與設(shè)計(jì)余量少且需要把誤差抑制為較小的方向一致，能夠構(gòu)筑熱收縮的影響 被抑制的布線圖案，能夠得到具備使用熱收縮率不足夠低但便宜的樹(shù)脂材料制作的布線基 板的太陽(yáng)能電池模塊。在加熱真空壓接和退火工序中，雖然根據(jù)所使用的密封材料的種類而有所不同， 但由于一般要以120 180°C加熱10 60分鐘左右，所以在布線基板使用聚酯類膜的情況 下，由于熱引起的收縮而有可能出現(xiàn)太陽(yáng)能電池單元與布線基板的位置偏差。即使在該情 況下，通過(guò)把設(shè)計(jì)余量小的方向設(shè)定成是樹(shù)脂基體材料的TD方向，就能夠防止由于位置偏 差而引起的模塊的不良。由于太陽(yáng)能電池模塊所使用的布線圖案簡(jiǎn)單且對(duì)于所有的單元是同樣的圖案，所 以通過(guò)把設(shè)計(jì)余量小的方向設(shè)定為基體材料膜的TD方向、把有富裕的方向設(shè)定為MD方向， 就能夠使用非常便宜但熱收縮率大的PET、PEN等聚酯類的膜。(實(shí)施例)作為實(shí)施例而使用形成有圖1所示線狀電極圖案的太陽(yáng)能電池單元IOA和圖2所 示的布線基板20來(lái)制造太陽(yáng)能電池模塊M。如圖1(a)所示，太陽(yáng)能電池單元IOA在太陽(yáng)能 電池背面?zhèn)染€狀交替地形成有N+層3和P+層4，在受光面形成例如由氮化硅膜構(gòu)成的防止 反射膜2，在背面?zhèn)刃纬赦g化膜7，在N+層、P+層上分別形成N電極5、P電極6。該結(jié)構(gòu)的 太陽(yáng)能電池單元IOA能夠利用已知的方法來(lái)制造。在此，太陽(yáng)能電池單元IOA的電極是以 銀為主要成分的燒結(jié)電極，交替地形成線狀的N電極5a、P電極6a，N電極fe與P電極6a的間隔是0.5mm。各電極的寬度是兩電極都是0.2mm。在電極的表面涂覆焊料(Sn-Bi)H。接著，作為基體材料而使用25 μ m厚度的PET膜，使用粘接劑而與35 μ m的銅箔貼 合后形成保護(hù)性抗蝕劑，并蝕刻成規(guī)定的形狀來(lái)制作布線基板20。布線基板20具有梳齒狀 的N布線和P布線，而且形成有連接布線，將與背面電極型太陽(yáng)能電池單元的N型用電極電 連接的N型用布線和與鄰接的太陽(yáng)能電池單元的P型用電極電連接的P型用布線電連接。 并且還形成有把各太陽(yáng)能電池串串聯(lián)連接的布線。在此，與太陽(yáng)能電池單元的電極重疊部分的布線的寬度是0.35mm。之所以布線的 寬度比上述電極的寬度(0. 2mm)寬，是為了在把太陽(yáng)能電池單元產(chǎn)生的電流集電時(shí)防止由 電阻而引起特性降低，電極和與布線鄰接的相反極性的電極的距離是0. 15mm。梳齒狀N布 線和P布線的位于匯流部的部位與相反極性的太陽(yáng)能電池單元電極前端的距離是0. 5mm。 布線基板被制作成使設(shè)計(jì)余量小的模塊的X方向作為基體材料的TD方向。接著如圖5(a)所示，把12塊太陽(yáng)能電池單元10A(10a 101)設(shè)置在布線基板上， 使用UV硬化粘接劑使太陽(yáng)能電池單元不能動(dòng)地預(yù)裝在布線基板上。然后如圖5(b)所示， 對(duì)N電極fe與N布線91、P電極6a與P布線92進(jìn)行回流焊而電連接。該回流焊是預(yù)先向 連接的部位涂覆焊料H，在那里配置了電子零件后進(jìn)行加熱的焊接方法，本實(shí)施例把加熱的 最高溫度設(shè)定為150°C。接著如圖6所示，作為密封材料而把EVA膜設(shè)置在受光面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)?，進(jìn)而在受光 面?zhèn)仍O(shè)置玻璃基板11，在背面?zhèn)仍O(shè)置耐候性膜12，利用層壓裝置進(jìn)行加熱真空壓接，并進(jìn) 行退火處理且把太陽(yáng)能電池模塊密封。各個(gè)工序的加熱溫度和處理時(shí)間分別是利用層壓 裝置以130°C進(jìn)行5分鐘，退火處理是以140°C進(jìn)行40分鐘。經(jīng)過(guò)了上述工序后則如圖7所示，向模塊的周圍安裝鋁制的框體30，安裝用于向 外部取出電力的端子盒8，完成兩臺(tái)太陽(yáng)能電池模塊M (MA和MB)。太陽(yáng)能電池模塊M所生 成的電力能夠經(jīng)由輸出電纜81被取出。(比較例)作為比較例，把布線基板的基體材料即PET膜的TD方向設(shè)定為Y方向，把MD方向 設(shè)定為基板形狀的X方向，這樣設(shè)定成相反的方向，其他條件則與實(shí)施例是相同的條件，制 作兩臺(tái)太陽(yáng)能電池模塊Ma、Mb。對(duì)于作為實(shí)施例制作的太陽(yáng)能電池模塊MA、MB和作為比較例制作的太陽(yáng)能電池 模塊Ma、Mb進(jìn)行有無(wú)不良模式產(chǎn)生和不良單元產(chǎn)生數(shù)的確認(rèn)試驗(yàn)。把其結(jié)果表示在表1。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種太陽(yáng)能電池模塊，使用在樹(shù)脂基體材料上形成有規(guī)定布線圖案的布線基板來(lái)將 太陽(yáng)能電池單元彼此電連接，其特征在于，使所述布線基板形成為根據(jù)太陽(yáng)能電池單元的電極圖案和布線基板的布線圖案的形 狀，把設(shè)計(jì)余量少的方向設(shè)定為所述樹(shù)脂基體材料熱收縮率小的方向。
2.如權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，把多個(gè)布線鄰接并列設(shè)置的所 述布線圖案的寬度方向作為所述樹(shù)脂基體材料的TD方向。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，所述樹(shù)脂基體材料是雙軸延伸 樹(shù)脂膜。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，所述膜是聚酯類的膜。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽(yáng)能電池模塊，其特征在于，所述膜包含有聚對(duì)苯二甲酸乙 二醇酯PET或聚萘二甲酸乙二醇酯PEN中的任一種。
6.一種太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，制造權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能電池 模塊，其特征在于，把熱處理工序的溫度設(shè)定在100°C以上180°C以下。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，其特征在于，將熔點(diǎn)180°C以下的 焊料或是在180°C以下硬化的導(dǎo)電性粘接劑用于太陽(yáng)能電池單元側(cè)的電極與布線基板的連 接。
全文摘要
一種太陽(yáng)能電池模塊及其制造方法，該太陽(yáng)能電池模塊使用在樹(shù)脂基體材料上形成有規(guī)定布線圖案的布線基板來(lái)將太陽(yáng)能電池單元彼此電連接，使所述布線基板成為根據(jù)太陽(yáng)能電池單元的電極圖案和布線基板的布線圖案的形狀而把設(shè)計(jì)余量少的方向設(shè)定為所述樹(shù)脂基體材料熱收縮率小的方向，以此來(lái)制作太陽(yáng)能電池模塊。作為制造該太陽(yáng)能電池模塊的制造方法，制造時(shí)的熱處理工序的溫度設(shè)定在100℃以上180℃以下，即使使用由熱收縮率并非充分低的各種樹(shù)脂材料構(gòu)成的布線基板來(lái)連接太陽(yáng)能電池單元，也能夠以細(xì)小間距來(lái)設(shè)計(jì)電極，成為發(fā)揮高太陽(yáng)能電池特性的太陽(yáng)能電池模塊。
文檔編號(hào)H05K1/02GK102077361SQ20098012519
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月2日
發(fā)明者船越康志 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社