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JP2006278695A - Solar cell module - Google Patents

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JP2006278695A
JP2006278695A JP2005095387A JP2005095387A JP2006278695A JP 2006278695 A JP2006278695 A JP 2006278695A JP 2005095387 A JP2005095387 A JP 2005095387A JP 2005095387 A JP2005095387 A JP 2005095387A JP 2006278695 A JP2006278695 A JP 2006278695A
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JP
Japan
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solar cell
surface side
cell element
connection tab
cross
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005095387A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Tsuge
隆 柘植
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

【課題】 太陽電池素子の反りを有効に矯正できる太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】 透光性受光面部材1と裏面部材7の間に充填材8、9で封止し、接続タブ3により電気的に接続した複数の太陽電池素子2を配置した太陽電池モジュールである。複数の太陽電池素子2を接続する接続タブ3において、一方の太陽電池素子の受光面側に接続される部分の断面積と太陽電池素子の裏面側に接続される部分の断面積とが異なるようにした。
【選択図】 図7
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solar cell module capable of effectively correcting a warp of a solar cell element.
SOLUTION: A solar cell module in which a plurality of solar cell elements 2 sealed with fillers 8 and 9 and electrically connected by connecting tabs 3 are arranged between a translucent light receiving surface member 1 and a back surface member 7. is there. In the connection tab 3 for connecting a plurality of solar cell elements 2, the cross-sectional area of the portion connected to the light receiving surface side of one solar cell element is different from the cross-sectional area of the portion connected to the back surface side of the solar cell element. I made it.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は太陽電池モジュールに関するものであり、特に太陽電池素子同士を電気的に接続するための接続タブを改良することによりその信頼性や歩留りを向上させた太陽電池モジュールに関するものである。   The present invention relates to a solar cell module, and more particularly to a solar cell module in which reliability and yield are improved by improving a connection tab for electrically connecting solar cell elements.

太陽電池素子は単結晶シリコン基板や多結晶シリコン基板を用いて作製することが多い。このため太陽電池素子は物理的衝撃に弱く、また野外に太陽電池を取り付けた場合に、雨などからこれを保護する必要がある。また、太陽電池素子2枚では発生する電気出力が小さいため、複数の太陽電池素子2を直並列に接続して、実用的な電気出力が取り出せるようにする必要がある。このため複数の太陽電池素子を接続して透光性受光面部材とエチレンビニルアセテート共重合体(EVA)などを主成分とする充填材で封入して太陽電池モジュールを作成することが通常行われている。図1、図2は、典型的な太陽電池モジュールを示し、図1中、1は透光性受光面部材であり、2は太陽電池素子、3は接続タブ、4はモジュール枠体、5は電気的に接続された太陽電池ストリングであり、6は横方向配線である。また、図2中、7は裏面部材であり、8は受光面側充填部材、9は裏面側充填部材である。   Solar cell elements are often manufactured using a single crystal silicon substrate or a polycrystalline silicon substrate. For this reason, the solar cell element is vulnerable to physical impact, and when the solar cell is installed outdoors, it is necessary to protect it from rain. Moreover, since the electric output generated by two solar cell elements is small, it is necessary to connect a plurality of solar cell elements 2 in series and parallel so that a practical electric output can be taken out. For this reason, a solar cell module is usually formed by connecting a plurality of solar cell elements and enclosing them with a light-transmitting light-receiving surface member and a filler mainly composed of ethylene vinyl acetate copolymer (EVA). ing. 1 and 2 show typical solar cell modules. In FIG. 1, 1 is a translucent light receiving surface member, 2 is a solar cell element, 3 is a connection tab, 4 is a module frame, and 5 is a module frame. An electrically connected solar cell string, 6 is a lateral wiring. Moreover, in FIG. 2, 7 is a back surface member, 8 is a light-receiving surface side filling member, 9 is a back surface side filling member.

透光性受光面部材1としては、ガラスやポリカーボネート樹脂などからなる基板が用いられる。受光面側充填材8および裏面側充填材9は、エチレン−酢酸ビニル共重合体(以下、エチレン−酢酸ビニル共重合体をEVAと略す)から成り、厚さ0.4〜1mm程度のシート状形態のものが用いられる。これらはラミネート装置により減圧下で加熱加圧を行うことで、融着して他の部材と一体化する。EVAは、酸化チタンや顔料等を含有させ白色等に着色させてもよい。本発明に係る受光面側充填材42においては、着色させると太陽電池素子43に入射する光量が減少し、発電効率が低下する傾向にあり、望ましくは透明材にするとよい。また、裏面側充填材9に用いるEVAは透明材により構成するとよいが、その他、太陽電池モジュールの周囲の設置環境に合わせて酸化チタンや顔料等を含有させ、これにより、白色等に着色させてもよい。   As the translucent light-receiving surface member 1, a substrate made of glass or polycarbonate resin is used. The light-receiving surface side filler 8 and the back surface side filler 9 are made of an ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter, ethylene-vinyl acetate copolymer is abbreviated as EVA), and have a sheet shape with a thickness of about 0.4 to 1 mm. A form is used. These are fused and integrated with other members by applying heat and pressure under reduced pressure using a laminating apparatus. EVA may contain titanium oxide, a pigment, etc., and may be colored white. In the light-receiving surface side filler 42 according to the present invention, when it is colored, the amount of light incident on the solar cell element 43 tends to decrease and the power generation efficiency tends to decrease. Moreover, although EVA used for the back surface side filler 9 may be composed of a transparent material, in addition to this, titanium oxide, a pigment, or the like is contained in accordance with the installation environment around the solar cell module, thereby coloring it white or the like. Also good.

裏面部材9は水分を透過しないようにアルミ箔を挟持した耐候性を有するフッ素系樹脂シートやアルミナまたはシリカを蒸着したポリエチレンテレフタレ−ト(PET)シートなどが用いられる。   The back member 9 is made of a weather-resistant fluorine-based resin sheet sandwiching an aluminum foil so as not to transmit moisture, a polyethylene terephthalate (PET) sheet deposited with alumina or silica, or the like.

そして、透光性受光面部材1、受光面側充填材8、接続タブ3を接続した太陽電池素子2、裏面側充填材9、裏面部材7を重畳し、ラミネーターと呼ばれる装置にセットし、50〜150Pa程度の減圧下で100から200℃程度の温度で15〜60分間程度に加熱しながら加圧することにより一体化する。作成された太陽電池パネル部の裏面に、外部回路接続用のケーブルを具備した端子ボックス(不図示)を接着材などで取り付ける。   Then, the translucent light-receiving surface member 1, the light-receiving surface side filler 8, the solar cell element 2 connected to the connection tab 3, the back surface side filler 9, and the back surface member 7 are superposed and set in a device called a laminator. They are integrated by applying pressure while heating for about 15 to 60 minutes at a temperature of about 100 to 200 ° C. under a reduced pressure of about 150 Pa. A terminal box (not shown) having a cable for connecting an external circuit is attached to the back surface of the created solar cell panel portion with an adhesive or the like.

さらに太陽電池モジュールとしての必要な強度や太陽電池モジュールを建物等に設置に必要なモジュール枠4をこのパネルの外周に嵌め込み太陽電池モジュールが完成する。 Furthermore, the module frame 4 necessary for installing the solar cell module with the required strength and the solar cell module in a building or the like is fitted into the outer periphery of the panel, thereby completing the solar cell module.

上述の太陽電池モジュールに用いられる太陽電池素子2は、図3、図4に示すように、P−N接合したシリコン基板200の受光面側には、バスバー電極21とフィンガー電極22が形成されていた。また、裏面側には、裏面側電極23が形成されていた。尚、24は高濃度不純物ドープ層であり、例えば、P+層である。   As shown in FIGS. 3 and 4, the solar cell element 2 used in the above-described solar cell module has a bus bar electrode 21 and finger electrodes 22 formed on the light-receiving surface side of the silicon substrate 200 having a PN junction. It was. Moreover, the back surface side electrode 23 was formed in the back surface side. Reference numeral 24 denotes a high concentration impurity doped layer, for example, a P + layer.

太陽電池素子2は、例えば厚み0.3〜0.4mm程度、大きさ150mm角程度の単結晶や多結晶のシリコン基板20で作られている。太陽電池素子2のシリコン基板20内部にはボロンなどのP型不純物を多く含んだP層とリンなどのN型不純物を多く含んだN層が接しているPN接合が形成されている。また、また太陽電池素子2の光電変換効率を向上させるためにシリコン基板の裏面側のほぼ全面にはアルミニウムなどのP型不純物を高濃度に含有した高濃度ドープ層24が形成されている。さらにシリコン基板20の受光面側及び裏面側には受光面側電極21、22、裏面側電極23が形成されている。この受光面側電極のうちバスバー電極21、裏面側電極のうちバスバー電極23は、銀ペーストをスクリーンプリント法などにより形成され、これらの電極21、23の表面は、その保護と接続タブ3を取り付けやすくするために、そのほぼ全面にわたりハンダコートされる。   The solar cell element 2 is made of, for example, a single crystal or polycrystalline silicon substrate 20 having a thickness of about 0.3 to 0.4 mm and a size of about 150 mm square. Inside the silicon substrate 20 of the solar cell element 2 is formed a PN junction in which a P layer containing a large amount of P-type impurities such as boron and an N layer containing a large amount of N-type impurities such as phosphorus are in contact. Further, in order to improve the photoelectric conversion efficiency of the solar cell element 2, a highly doped layer 24 containing a high concentration of P-type impurities such as aluminum is formed on almost the entire back surface of the silicon substrate. Further, light receiving surface side electrodes 21 and 22 and a back surface side electrode 23 are formed on the light receiving surface side and the back surface side of the silicon substrate 20. The bus bar electrode 21 of the light receiving surface side electrode and the bus bar electrode 23 of the back surface side electrode are formed of silver paste by a screen printing method or the like, and the protection and connection tabs 3 are attached to the surfaces of these electrodes 21 and 23. In order to make it easier, the entire surface is solder coated.

このような太陽電池素子2においては、その裏面側の高濃度P層の収縮が発生し、このため太陽電池素子2は、裏面側が収縮し、受光面側が延びるように反ってしまう。   In such a solar cell element 2, contraction of the high-concentration P layer on the back surface side occurs, so that the solar cell element 2 warps so that the back surface side contracts and the light receiving surface side extends.

また上記の太陽電池素子裏面側の高濃度ドープ層24を形成しない場合においては、太陽電池素子2の受光面側に形成される反射防止膜(不図示)の収縮の影響で、太陽電池素子2は反対に受光面側が収縮し、裏面側が延びるように反ってしまう場合もある。   When the high concentration doped layer 24 on the back surface side of the solar cell element is not formed, the solar cell element 2 is affected by the shrinkage of an antireflection film (not shown) formed on the light receiving surface side of the solar cell element 2. On the other hand, the light receiving surface side may contract and the back surface side may warp so as to extend.

また、最近の太陽電池モジュールに使用される太陽電池素子2においては、そのコストダウンのために、太陽電池素子2のシリコン基板20がより薄くなる傾向にあり、さらに太陽電池素子2の一枚の縦横の寸法も大きくなる傾向があるため、この反りはより大きなものとなっている。   Moreover, in the solar cell element 2 used for the recent solar cell module, the silicon substrate 20 of the solar cell element 2 tends to become thinner for cost reduction. This warpage is larger because the vertical and horizontal dimensions tend to be larger.

また太陽電池モジュールにおいては、図5、図6に示すように、複数の太陽電池素子2a、2b・・・を導電性の接続タブ30を用いて電気的に接続している。このような接続タブ3は、通常厚さ0.1〜1.0mm程度、幅2〜8mm程度の銅箔の全面をハンダコートしたものを所定の長さに切断して用いている。尚、図6の接続タブにおいては、その断面積が均一の断面積となっており、本発明と区別するためには、符号30を付している。   In the solar cell module, as shown in FIGS. 5 and 6, a plurality of solar cell elements 2 a, 2 b... Are electrically connected by using conductive connection tabs 30. Such a connection tab 3 is usually used by cutting a copper foil having a thickness of about 0.1 to 1.0 mm and a width of about 2 to 8 mm into a predetermined length by solder coating. In addition, in the connection tab of FIG. 6, the cross-sectional area is a uniform cross-sectional area, and in order to distinguish with this invention, the code | symbol 30 is attached | subjected.

この太陽電池素子2aの例えば受光面側のバスバー電極21と隣接する太陽電池素子2bの裏面電極23とを接続タブ30をハンダしていた。具体的には、太陽電池素子2bの受光面側のバスバー電極21上に接続タブ3を配置し、接続タブ30を太陽電池素子2bのバスバー電極21にピンなどで押しつけた状態で熱風やランプよる加熱で両者のハンダを溶融させ、太陽電池素子2bの受光面側のバスバー電極21と接続タブ30とをハンダ付けしている。その後、太陽電極素子2bを反転させて、裏面側の電極23に、同様にして、他の接続タブ3をハンダつけしていた。(特許文献1の従来の技術参照)
特開平11−312820号公報
For example, the bus bar electrode 21 on the light receiving surface side of the solar cell element 2a and the back electrode 23 of the adjacent solar cell element 2b are soldered to the connection tab 30. Specifically, the connection tab 3 is arranged on the bus bar electrode 21 on the light receiving surface side of the solar cell element 2b, and the connection tab 30 is pressed against the bus bar electrode 21 of the solar cell element 2b with a pin or the like. Both solders are melted by heating, and the bus bar electrode 21 and the connection tab 30 on the light receiving surface side of the solar cell element 2b are soldered. Thereafter, the solar electrode element 2b was inverted, and the other connection tabs 3 were soldered to the electrode 23 on the back side in the same manner. (Refer to the prior art in Patent Document 1)
Japanese Patent Laid-Open No. 11-312820

上述のように太陽電池素子2に接続タブ30をハンダ付けすることにおいては、受光面側のバスバー電極21に接続タブ30をハンダ付けする条件(ハンダ付け時の温度や時間等)と裏面側の電極、例えば裏面側のバスバー電極23に接続タブ30をハンダ付けする条件にわずかな差が出るため、接続タブ30のハンダ付け前後で太陽電池素子2の反りがさらに大きくなることがあった。   In soldering the connection tab 30 to the solar cell element 2 as described above, the conditions (soldering temperature, time, etc.) for soldering the connection tab 30 to the bus bar electrode 21 on the light receiving surface side and the back surface side are described. Since there is a slight difference in the conditions for soldering the connection tab 30 to the electrode, for example, the bus bar electrode 23 on the back surface side, the warpage of the solar cell element 2 may be further increased before and after the connection tab 30 is soldered.

特に最近の太陽電池モジュールでは、環境面への配慮から使用するハンダに鉛が実質的に含まれないものを使用するものが増えており、この鉛が実質的に含まれないハンダを使用した場合では、そのハンダの物性からハンダ付け温度が高くなるため、上記のような接続タブ30のハンダ付け前後で太陽電池素子2の反りの程度がさらに大きくなること多くある。   In particular, in recent solar cell modules, the use of solder that does not substantially contain lead is increasing due to environmental considerations. When using solder that does not substantially contain lead Then, since the soldering temperature increases due to the physical properties of the solder, the degree of warping of the solar cell element 2 is often further increased before and after soldering the connection tab 30 as described above.

このように太陽電池素子2の高濃度不純物ドープ層の収縮による反りに加え、接続タブ30付け後に発生する反りがある状態で太陽電池モジュールの製造工程を進めていくと、その工程中の例えば減圧下で押圧するラミネートなどで太陽電池素子の割れが発生しやすくなり、その歩留りが低下したり、クラックが発生しやすくなり、完成した太陽電池モジュールの信頼性を低下させる原因となることが考えられる。   Thus, in addition to the warp due to the shrinkage of the high-concentration impurity doped layer of the solar cell element 2, when the manufacturing process of the solar cell module proceeds in a state where there is a warp generated after the connection tab 30 is attached, for example, the pressure reduction during the process It is considered that cracking of the solar cell element is likely to occur due to a laminate pressed down, etc., and the yield is reduced or cracking is likely to occur, which may cause a decrease in the reliability of the completed solar cell module. .

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、その目的は、接続タブ取り付け後に太陽電池素子の反りを矯正する接続タブを提供し、これにより太陽電池モジュール製造工程中の割れを防止すると共に完成した太陽電池モジュールの信頼性を向上させることである。   This invention is made in view of such a problem, The objective provides the connection tab which corrects the curvature of a solar cell element after attachment of a connection tab, and, thereby, prevents the crack in a solar cell module manufacturing process. It is to improve the reliability of the completed solar cell module.

本発明は、 透光性受光面部材と裏面部材の間に、一方の太陽電池素子の受光面側と、他方の太陽電池素子の裏面側とを接続タブにより電気的に接続してなる太陽電池素子群を配置した太陽電池モジュールにおいて、前記接続タブは、一方の太陽電池素子の受光面側に接続される領域の断面積と、他方の太陽電池素子の裏面側に接続される領域の断面積とが異なることを特徴とする。   The present invention provides a solar cell in which a light receiving surface side of one solar cell element and a back surface side of the other solar cell element are electrically connected by a connection tab between a translucent light receiving surface member and a back surface member. In the solar cell module in which the element group is arranged, the connection tab includes a cross-sectional area of a region connected to the light receiving surface side of one solar cell element and a cross-sectional area of a region connected to the back surface side of the other solar cell element. And are different.

また、太陽電池素子は、PN接合したシリコン基板であり、且つ一方の主面側に高濃度不純物ドープ層を設けてなるとともに、前記一方主面側に接続される接続タブの断面積が、他方主面に接続される接続タブの断面積を比較して薄いことを特徴とする。   The solar cell element is a PN-bonded silicon substrate, and a high-concentration impurity doped layer is provided on one main surface side, and the cross-sectional area of the connection tab connected to the one main surface side is the other. It is characterized in that the cross-sectional areas of the connection tabs connected to the main surface are comparatively thin.

接続タブの主たる材料は、一般に銅材料が用いられる。そして、この銅の熱膨張係数が16.7×10−6でシリコン基板の熱膨張係数2.6×10−6に較べ大きな熱膨張係数である。このため、太陽電池素子に接続タブをハンダ付けで接続するとき、太陽電池素子と接続タブの温度は200〜250℃程度まで上がり、接続タブを取り付けた後温度が室温まで冷却したときはこの熱膨張係数の違いにより、太陽電池素子の接続タブを取り付けた面が縮むように反りが発生する。 A copper material is generally used as the main material of the connection tab. And the thermal expansion coefficient of this copper is 16.7 * 10 < -6 >, and is a thermal expansion coefficient larger than the thermal expansion coefficient 2.6 * 10 <-6> of a silicon substrate. For this reason, when connecting the connection tab to the solar cell element by soldering, the temperature of the solar cell element and the connection tab rises to about 200 to 250 ° C., and when the temperature is cooled to room temperature after the connection tab is attached, this heat Due to the difference in expansion coefficient, warpage occurs so that the surface of the solar cell element to which the connection tab is attached shrinks.

しかし接続タブは太陽電池素子の両面に付けるため、両側の接続タブやハンダ付け条件が同一であるなら両側の接続タブの影響が互いに打ち消しあい、その反りは接続タブを取り付ける前の状態と変わらないものとなる。   However, since the connection tabs are attached to both sides of the solar cell element, if the connection tabs on both sides and the soldering conditions are the same, the effects of the connection tabs on both sides cancel each other, and the warpage is the same as before the connection tab was attached. It will be a thing.

しかし、例えば太陽電池素子の裏面側が収縮し、受光面側が延びるように反っている太陽電池素子において、受光面側にハンダ付けされる接続タブの断面積が裏面側にハンダ付けされる接続タブの断面積に比べ厚いものを使用するならタブ付け後に二つの接続タブの収縮によって生じる力は受光面側にハンダ付けされた接続タブの方が大きいものとなり、予めある裏面側が収縮し、受光面側が延びるように反っている状態に対しこの反りを矯正することとなる。   However, for example, in a solar cell element in which the back surface side of the solar cell element is contracted and warped so that the light receiving surface side extends, the cross-sectional area of the connection tab soldered to the light receiving surface side is soldered to the back surface side. If a thicker one than the cross-sectional area is used, the force generated by the contraction of the two connection tabs after tab attachment will be greater for the connection tab soldered to the light-receiving surface side, the pre-rear surface side will shrink, and the light-receiving surface side will This warping is corrected for the state of warping to extend.

このように接続タブの太陽電池素子の受光面側に接続される部分の断面積と太陽電池素子の裏面側に接続される部分の断面積とが異なるようにしたことから、接続タブを取り付ける前の太陽電池素子が、受光面側に延びるようにして反っている場合や受光面側が収縮するように反っている場合などで、タブ付け後にこれらの反りを矯正できるようになり、これにより太陽電池モジュール製造工程中の割れを防止すると共に完成した太陽電池モジュールの信頼性を向上させることが可能となる。   Since the cross-sectional area of the portion connected to the light receiving surface side of the solar cell element of the connection tab and the cross-sectional area of the portion connected to the back side of the solar cell element are thus different, before attaching the connection tab When the solar cell element is warped so as to extend toward the light receiving surface side, or when the light receiving surface side is warped so as to contract, these warpages can be corrected after attaching the tab. It is possible to prevent cracking during the module manufacturing process and improve the reliability of the completed solar cell module.

また、この接続タブにおいて、太陽電池素子の受光面側に接続される部分の断面積が前記太陽電池素子の裏面側に接続される部分の断面積より厚くすることは、裏面側が収縮し、受光面側が延びるように反っている裏面側に高濃度不純物ドープ層を形成した高効率太陽電池素子では、高濃度不純物ドープ層の収縮による反りを、接続タブの取り付けによって矯正することできる。   Moreover, in this connection tab, when the cross-sectional area of the portion connected to the light-receiving surface side of the solar cell element is thicker than the cross-sectional area of the portion connected to the back surface side of the solar cell element, the back surface side contracts and receives light In a high-efficiency solar cell element in which a high-concentration impurity-doped layer is formed on the back side that is warped so that the surface side extends, warping due to shrinkage of the high-concentration impurity-doped layer can be corrected by attaching a connection tab.

以下、本発明の太陽電池モジュールを添付図面に用いて詳細に説明する。   Hereinafter, the solar cell module of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1〜図6は、典型的な太陽電池モジュール、太陽電池モジュールを構成する太陽電池素子、さらに、太陽電池素子の接続状態を示す図である。   1-6 is a figure which shows the connection state of a typical solar cell module, the solar cell element which comprises a solar cell module, and also a solar cell element.

図1は、太陽電池モジュールの平面図、図2は太陽電池モジュールのパネル部分の構造を説明する部分分解図、図3は太陽電池素子2の断面図、図4はその受光面側の平面図、図5は例えば2つの太陽電池素子を、接続タブを用いて接続した状態の平面図、図6はその断面である。   FIG. 1 is a plan view of a solar cell module, FIG. 2 is a partially exploded view illustrating the structure of a panel portion of the solar cell module, FIG. 3 is a cross-sectional view of the solar cell element 2, and FIG. FIG. 5 is a plan view of a state in which, for example, two solar cell elements are connected using a connection tab, and FIG. 6 is a cross section thereof.

特に、太陽電池素子2は、単結晶や多結晶のシリコン基板20で作られている。そして、シリコン基板20の受光面側及び裏面側には受光面側電極、裏面側電極が形成されている。この受光面側には、銀ペーストをスクリーンプリント法などによりバスバー電極21とフィンガー電極22がそれぞれ形成されている。また、裏面側にも、同様の構造の電極が形成されている。尚、裏面側電極23は、バスバー電極をいい、フィンガー電極については、接続タブ3とは関係がないため、詳細な説明および図からは省略している。   In particular, the solar cell element 2 is made of a monocrystalline or polycrystalline silicon substrate 20. A light receiving surface side electrode and a back surface side electrode are formed on the light receiving surface side and the back surface side of the silicon substrate 20. On this light receiving surface side, a bus bar electrode 21 and finger electrodes 22 are respectively formed by silver paste using a screen printing method or the like. An electrode having a similar structure is also formed on the back side. Note that the back-side electrode 23 is a bus bar electrode, and the finger electrode is not related to the connection tab 3 and is therefore omitted from the detailed description and drawings.

このような接続タブ3が接合する表面側電極であるバスバー電極21、裏面側電極であるバスバー電極23の表面は、その保護と接続タブ3を取り付けやすくするために、そのほぼ全面にわたりハンダコートされる。   The surface of the bus bar electrode 21 which is the surface side electrode to which the connection tab 3 is bonded and the surface of the bus bar electrode 23 which is the back side electrode are solder coated over almost the entire surface in order to protect the connection tab 3 and make the connection tab 3 easy to attach. The

受光面側のフィンガー電極22は幅0.1〜0.2mm程度で、太陽電池素子2の一辺に平行に、光生成キャリヤーを収集するため多数本形成され、また同様のフィンガー電極が裏面側にも形成される。   The light receiving surface side finger electrode 22 has a width of about 0.1 to 0.2 mm and is formed in parallel with one side of the solar cell element 2 to collect photogenerated carriers. Similar finger electrodes are formed on the back surface side. Is also formed.

受光面側のバスバー電極21と裏面側バスバー電極(裏面電極)23は収集されたキャリヤーを集電し、接続タブ3を取り付けるために幅2mm程度で、フィンガー電極22と垂直に交わるように2〜3本程度形成される。   The light receiving surface side bus bar electrode 21 and the back side bus bar electrode (back side electrode) 23 collect the collected carriers and have a width of about 2 mm for attaching the connection tab 3, so as to intersect the finger electrode 22 vertically. About three are formed.

接続タブ3の幅は太陽電池素子2へのハンダ付け時に接続タブ3自身により太陽電池素子2の受光面に影を作らないように、バスバー電極21の幅と同じかそれ以下にする。さらに接続タブ3の長さは受光面側バスバー電極21と裏面電極23のほぼ全てに重なるようにする。一般的な150mm角の太陽電池素子2を使用する場合、接続タブ3の幅は1〜3mm程度、その長さは200〜300mm程度であり、全体として帯状となっている。   The width of the connection tab 3 is equal to or less than the width of the bus bar electrode 21 so that the connection tab 3 itself does not shade the light receiving surface of the solar cell element 2 when soldering to the solar cell element 2. Further, the length of the connection tab 3 is made to overlap almost all of the light receiving surface side bus bar electrode 21 and the back surface electrode 23. When a general 150 mm square solar cell element 2 is used, the connection tab 3 has a width of about 1 to 3 mm, a length of about 200 to 300 mm, and has a strip shape as a whole.

接続タブ3が受光面側のバスバー電極21と裏面電極23のほぼ全てに重なるようにするのは、その抵抗成分を少なくするためである。 The reason why the connection tab 3 overlaps substantially all of the bus bar electrode 21 and the back electrode 23 on the light receiving surface side is to reduce the resistance component.

さらに本発明に係る接続タブ3は、太陽電池素子2の受光面側に接続される部分の断面積と太陽電池素子の裏面側に接続される部分の断面積とが異なることを特徴とする。   Furthermore, the connection tab 3 according to the present invention is characterized in that the cross-sectional area of the portion connected to the light receiving surface side of the solar cell element 2 and the cross-sectional area of the portion connected to the back surface side of the solar cell element are different.

図7は、本発明に係る接続タブ3を用いて接続した2つの太陽電池素子の断面図であり、例として、太陽電池素子2a、2bの受光面側のバスバー電極21に、接続タブ3の断面積の厚い部分を接続して状態である。図8は本発明の太陽電池素子2の接続に用いる接続タブ3の長さ方向を示す断面図である。この接続タブ3は、従来から用いられた接続タブとは、断面積の薄い部分31、薄い部分32とを有するものである。   FIG. 7 is a cross-sectional view of two solar cell elements connected using the connection tab 3 according to the present invention. As an example, the bus bar electrode 21 on the light receiving surface side of the solar cell elements 2a and 2b is connected to the bus tab electrode 21. It is in a state where the thick cross-sectional areas are connected. FIG. 8 is a cross-sectional view showing the length direction of the connection tab 3 used for connecting the solar cell elements 2 of the present invention. This connection tab 3 has a portion 31 having a thin cross-sectional area and a portion 32 having a thin cross-sectional area.

接続タブ3の断面積の薄い部分32は、例えば断面積0.1〜0.4mmのものであり、断面積の厚い部分31は例えば断面積0.5〜0.9mmのものである。この断面積の薄い部分32と断面積の厚い部分31の断面積はハンダ付けする太陽電池素子2(接続タブ3をハンダつけする前の太陽電池素子2)の反りの状態や発生する光電流などを考慮して決定する。   The thin portion 32 of the connection tab 3 has a cross-sectional area of, for example, 0.1 to 0.4 mm, and the thick cross-sectional portion 31 has a cross-sectional area of, for example, 0.5 to 0.9 mm. The cross-sectional areas of the thin cross-sectional area 32 and the thick cross-sectional area 31 are the warped state of the solar cell element 2 to be soldered (the solar cell element 2 before the connection tab 3 is soldered), the photocurrent generated, etc. Determine in consideration of

また断面積の薄い部分32と断面積の厚い部分31の境界部分が互いに接続タブ3によって接続される太陽電池素子と太陽電池素子の間の間隙部に位置するように、太陽電池素子2に取り付けると良い。   Moreover, it attaches to the solar cell element 2 so that the boundary portion between the thin cross-sectional area portion 32 and the thick cross-sectional area portion 31 is located in the gap between the solar cell elements connected by the connection tab 3. And good.

接続タブ3は、断面積の厚い部分31の銅箔などの材料を所定の長さに切断し、さらにその断面積の薄い部分32にする部分を片側又は両側から機械的に削り取ることや酸などを用いて所定の厚さになるようにエッチングすることで作製できる。また、接続タブ3は、太陽電池素子2のバスバー電極21や裏面電極23へのハンダ付けを行いやすくするために、その略全面へ20〜70μm程度のハンダメッキを施すことが好ましい。   The connection tab 3 is formed by cutting a material such as a copper foil of the thick cross-sectional area 31 into a predetermined length, and mechanically scraping the thin cross-sectional area 32 from one side or both sides, acid, etc. It can be manufactured by etching to a predetermined thickness using. Moreover, in order to make it easy to perform soldering to the bus-bar electrode 21 and the back surface electrode 23 of the solar cell element 2, it is preferable to perform the soldering plating of about 20-70 micrometers to the connection tab 3 on the whole surface.

図9は本発明に係る接続タブ3を反りの発生した太陽電池素子2にハンダ付けにて接続した状態を模式的に示したものである。図9において3a、3bは接続タブ、32は接続タブ3aの断面積の薄い部分、31は接続タブ3aの断面積の厚い部分、2は太陽電池素子を示す。   FIG. 9 schematically shows a state in which the connection tab 3 according to the present invention is connected to the solar cell element 2 having warpage by soldering. In FIG. 9, 3a and 3b are connection tabs, 32 is a portion with a thin cross-sectional area of the connection tab 3a, 31 is a portion with a large cross-sectional area of the connection tab 3a, and 2 is a solar cell element.

これにおいて太陽電池素子2の反りにより伸長している部分(図9では上面)には接続タブ3aの断面積の厚い部分31がハンダ付けにて取り付けられ、太陽電池素子2の反りにより収縮している部分(図9では下面)には接続タブ3bの断面積の薄い部分32がハンダ付けにて取り付けられている。   In this case, a portion 31 having a thick cross-sectional area of the connection tab 3a is attached by soldering to a portion (upper surface in FIG. 9) that is extended by warpage of the solar cell element 2, and contracted by warpage of the solar cell element 2. A portion 32 having a thin cross-sectional area of the connection tab 3b is attached to the portion (the lower surface in FIG. 9) by soldering.

太陽電池素子2に取り付けた直後の接続タブ3a、3bの温度は、ハンダ付け温度である200〜250℃に上昇しているが、その後室温まで冷却するにつれ熱膨張の影響で接続タブ3a、3bは収縮する。ここで太陽電池素子2の反りにより伸長している部分に取り付けられた接続タブ3aの断面積の厚い部分31は太陽電池素子2の反りにより収縮している部分に取り付けられた接続タブ3bの断面積の薄い部分32に比べその断面積の差のためより強い力で収縮しようとする。   The temperature of the connection tabs 3a and 3b immediately after being attached to the solar cell element 2 has risen to 200 to 250 ° C. which is the soldering temperature. Thereafter, the connection tabs 3a and 3b are affected by thermal expansion as the temperature is lowered to room temperature. Contracts. Here, the thick portion 31 of the cross-sectional area of the connection tab 3a attached to the portion extending due to the warp of the solar cell element 2 is the disconnection of the connection tab 3b attached to the portion contracting due to the warp of the solar cell element 2. It tends to shrink with a stronger force due to the difference in cross-sectional area than the portion 32 having a small area.

このため太陽電池素子2全体で見ると、接続タブ3a、3b付け前の太陽電池素子2の反りの状態と反対方向に反る力がはたらくこととなり、太陽電池素子2の反りを矯正することが可能となる。   For this reason, when it sees in the solar cell element 2 whole, the force which curves in the opposite direction to the state of the curvature of the solar cell element 2 before attaching the connection tabs 3a and 3b will work, and the curvature of the solar cell element 2 can be corrected. It becomes possible.

このように本発明に係る接続タブ3a、3bを使用することにより、一方主面が収縮し、且つ他方主面を延びるように反っているシリコン基板20を有する太陽電池素子2に有効である。   Thus, the use of the connection tabs 3a and 3b according to the present invention is effective for the solar cell element 2 having the silicon substrate 20 whose one main surface is contracted and warped so as to extend the other main surface.

太陽電池素子2の構造の一例をあげれば、P−N接合されたシリコン基板20に対して、さらに、高効率化のため、同導型の高濃度不純物ドープ層24(図3)を形成した太陽電池素子が例示できる。   As an example of the structure of the solar cell element 2, the same type high-concentration impurity doped layer 24 (FIG. 3) is formed on the silicon substrate 20 having the PN junction for higher efficiency. A solar cell element can be illustrated.

例えば、全体がP型のシリコン基板で、その受光面側にN層を形成してP−N接合したシリコン基板に、裏面側にP型の高濃度不純物ドープ層24を形成した高効率太陽電池素子(BSF型太陽電池素子)では、高濃度不純物ドープ層24の収縮により、太陽電池素子2に反りが発生する。すなわち、裏面側の高濃度不純物ドープ層24の収縮により裏面側が収縮し、受光面側が伸長するように反ってしまう。この場合、図8に示すように、受光面側のバスバー電極21に、接続タブ3aの断面積の厚い部分31でハンダ付けし、裏面電極23に別の接続タブ3bの断面積の薄い部分32でハンダ付けする。すなわち、反りが伸長する側の一方主面には、接続タブ3aの断面積の厚い部分31でハンダ付けし、他方主面には、接続タブ3bの断面積の薄い部分32でハンダ付けすることが重要である。   For example, a high-efficiency solar cell in which a P-type silicon substrate is entirely formed, and a P-type high-concentration impurity doped layer 24 is formed on the back surface side of a silicon substrate formed by forming an N layer on the light-receiving surface side and performing a PN junction. In the element (BSF type solar cell element), the solar cell element 2 is warped due to the shrinkage of the high concentration impurity doped layer 24. That is, the back surface side contracts due to the contraction of the high-concentration impurity doped layer 24 on the back surface side, and the light receiving surface side warps so as to extend. In this case, as shown in FIG. 8, the bus bar electrode 21 on the light receiving surface side is soldered with a portion 31 having a thick cross-sectional area of the connection tab 3 a, and a portion 32 having a thin cross-sectional area of another connection tab 3 b is attached to the back electrode 23. Solder with. That is, soldering is performed on one main surface on the side where warpage extends with a portion 31 having a large cross-sectional area of the connection tab 3a, and soldering is performed on the other main surface with a portion 32 with a thin cross-sectional area of the connection tab 3b. is important.

また、太陽電池素子2の受光面側、特に、シリコン基板20が露出する領域に反射防止膜(シリコン基板20の変換効率の高い短波長側の光の反射を押え、吸収効率を高める膜))を被覆するが、反射防止膜の形成によって、太陽電池素子の裏面側が伸長し、受光面側が収縮するように反りが発生する。この場合には、伸長している裏面側に接続タブ3の断面積の厚い部分31をハンダ付けし、収縮している受光面側に接続タブ3の断面積の薄い部分32をハンダ付けすれば良い。   Further, an antireflection film (a film that suppresses reflection of light on the short wavelength side with high conversion efficiency of the silicon substrate 20 and enhances absorption efficiency) on the light receiving surface side of the solar cell element 2, particularly on the region where the silicon substrate 20 is exposed. However, the formation of the antireflection film causes warping so that the back surface side of the solar cell element extends and the light receiving surface side contracts. In this case, a portion 31 having a large cross-sectional area of the connection tab 3 is soldered to the extending back surface side, and a portion 32 having a thin cross-sectional area of the connection tab 3 is soldered to the contracting light receiving surface side. good.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明から逸脱しない範囲で変更が可能である。例えば接続タブや太陽電池素子の電極をコートしているハンダは鉛を含有した共晶ハンダなどの他に鉛フリーのハンダでも応用可能であり、さらに太陽電池素子の電極にハンダコート行わないものでも構わない。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A change is possible in the range which does not deviate from this invention. For example, solder that coats the connection tab and the electrode of the solar cell element can be applied to lead-free solder in addition to eutectic solder containing lead, etc. I do not care.

典型的な太陽電池モジュールの平面図である。It is a top view of a typical solar cell module. 典型的な太陽電池モジュールの部分的な分解断面図である。It is a partial exploded sectional view of a typical solar cell module. 太陽電池素子の構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a solar cell element. 太陽電池素子の平面図である。It is a top view of a solar cell element. 複数の太陽電池素子に接続タブで接続した状態の平面図である。It is a top view of the state connected to the several solar cell element with the connection tab. 複数の太陽電池素子に接続タブで接続した状態の断面図である。It is sectional drawing of the state connected to the several solar cell element with the connection tab. 本発明に係る接続タブを用いて2つの太陽電池素子を接続した状態の断面図である。It is sectional drawing of the state which connected two solar cell elements using the connection tab which concerns on this invention. 本発明の太陽電池モジュールに用いる接続タブの断面図である。It is sectional drawing of the connection tab used for the solar cell module of this invention. 本発明に係る接続タブを反りの発生した太陽電池素子に接続した状態を模式的に示した概略図ものである。It is the schematic which showed typically the state which connected the connection tab which concerns on this invention to the solar cell element which the curvature generate | occur | produced.

符号の説明Explanation of symbols

2、2a、2b:太陽電池素子
20:シリコン基板
21:受光面側電極(バスバー電極)
23:裏面側電極
22:受光面側電極(フィンガー電極)
24:高濃度不純物ドープ層
3、3a、3b:接続タブ
32:接続タブの断面積の薄い部分
31:接続タブの断面積の厚い部分
2, 2a, 2b: Solar cell element 20: Silicon substrate 21: Light receiving surface side electrode (bus bar electrode)
23: Back side electrode 22: Light receiving side electrode (finger electrode)
24: High-concentration impurity doped layers 3, 3a, 3b: Connection tab 32: Thin portion of the connection tab in cross-sectional area 31: thick portion of the connection tab in cross-sectional area

Claims (2)

透光性受光面部材と裏面部材の間に、一方の太陽電池素子の受光面側と、他方の太陽電池素子の裏面側とを接続タブにより電気的に接続してなる太陽電池素子群を配置した太陽電池モジュールにおいて、
前記接続タブは、一方の太陽電池素子の受光面側に接続される領域の断面積と、他方の太陽電池素子の裏面側に接続される領域の断面積とが異なることを特徴とする太陽電池モジュール。
A solar cell element group in which the light receiving surface side of one solar cell element and the back side of the other solar cell element are electrically connected by a connection tab is disposed between the translucent light receiving surface member and the back surface member. In the solar cell module
The solar cell, wherein the connection tab has a different cross-sectional area of a region connected to the light receiving surface side of one solar cell element and a cross-sectional area of a region connected to the back surface side of the other solar cell element. module.
前記太陽電池素子は、PN接合したシリコン基板であり、且つ一方の主面側に高濃度不純物ドープ層を設けてなるとともに、前記一方主面側に接続される接続タブの断面積が、他方主面に接続される接続タブの断面積を比較して薄いことを特徴とする請求項1記載の太陽電池モジュール。 The solar cell element is a PN-bonded silicon substrate, and a high concentration impurity doped layer is provided on one main surface side, and a cross-sectional area of a connection tab connected to the one main surface side is the other main surface. The solar cell module according to claim 1, wherein the cross-sectional areas of the connection tabs connected to the surface are comparatively thin.
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