JPH0917823A - 太陽電池とこの太陽電池の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード線を強固に発電素子に固定し、かつプ
ラスチック層で発電素子を充分に保護できる太陽電池を
簡単な工程で製造し、提供する。 【構成】 太陽電池は、発電素子１の表面を透光性のプ
ラスチック層２で被覆している。発電素子１の端子部に
は、リード線４がハンダ付けして連結されている。リー
ド線４を端子部に接続するハンダ３は、プラスチック層
２を貫通すると共に、プラスチック層２の内面と端子部
の表面との間に挟着されており、内面で貫通部５よりも
大きな面積に拡大されてアンカー部３Ａとなっている。
アンカー部３Ａがプラスチック層２と端子部との間に挟
着され、リード線は端子部に強固に連結される。太陽電
池の製造方法は、発電素子１の端子部表面にハンダ３を
付着し、表面にプラスチック層２を密着する。リード線
４を接続するときに、端子部の表面を被覆するプラスチ
ック層２の一部を溶融して除去し、ハンダ３にリード線
４を接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、独得の方法で発電素子
にリード線を接続する太陽電池とその製造方法に関す
る。とくに、本発明は、フィルム状の太陽電池にリード
線を接続するのに最適な構造を有する太陽電池と、この
太陽電池の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽電池には、表面を保護するためにプ
ラスチック層を設けたものがある。この太陽電池は、プ
ラスチック層の内部にある発電素子にリード線を接続す
る必要がある。プラスチック層の内側にある発電素子か
ら電力を外部に取り出すためである。表面にプラスチッ
ク層があり、このプラスチック層の内面にある発電素子
にリード線を接続する従来の太陽電池の端子部分の構造
を図８に示している。この図に示す太陽電池は、発電素
子１の端子部にリード線４を接続するために、発電素子
１の表面を被覆するプラスチック層２の一部を開口して
いる。プラスチック層２の開口部１５は、リード線４を
発電素子１の端子部に接続する部分に位置する。この構
造の太陽電池は、一部を開口するプラスチックフィルム
を発電素子１の表面に密着して製造される。プラスチッ
クフィルムを発電素子１に密着するときに、開口部１５
をリード線４の接続部分に正確に合わせる必要がある。
プラスチックフィルムを密着する位置がずれると、開口
部１５がリード線４の接続部分からずれるからである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この構造の太陽電池
は、プラスチックフィルムを正確に位置合わせして発電
素子の表面に密着させるのが難しい欠点がある。また、
プラスチックフィルムが位置ずれするとリード線を接続
できなくなるので、このことが製品の歩留を低下させる
欠点もある。

【０００４】さらに、この構造の太陽電池は、リード線
を強固に接続するのが難しい欠点もある。リード線４を
広い面積で強固に端子部に接続するために、プラスチッ
クフィルムの開口面積を大きくすると、プラスチックフ
ィルムが発電素子１を保護する作用が低下する。プラス
チックフィルムの表面保護作用が低下すると、リード線
４を強く引っ張ったときに、発電素子１とポリイミド樹
脂１０との接着部が剥離する。この部分の接着力を強く
することが難しいからである。発電素子１の表面を被覆
するプラスチックフィルムは、発電素子１の表面に密着
されて、発電素子１をポリイミド樹脂１０とで挟着する
作用もある。プラスチックフィルムが発電素子１を保護
する作用を充分にするためには、リード線４を接続する
開口面積を可能なかぎり小さくすることが大切である。
ただ、プラスチックフィルムの開口面積を小さくする
と、プラスチックフィルムを極めて高い精度に発電素子
１に密着する必要があり、また、リード線４を広い面積
で強固に端子部に接着できなくなる。したがって、プラ
スチックフィルムは、開口面積を大きくすると発電素子
１を充分に保護できなくなり、小さくするとリード線４
の連結強度が低下してしまう。プラスチックフィルムが
発電素子１を保護することと、リード線４の連結強度を
強くすることとは、互いに相反する特性であって、両方
を満足させることが難しい。

【０００５】さらに、プラスチックフィルムに代わっ
て、発電素子の表面に、透明のプラスチックを塗布して
太陽電池を製造することもできる。この構造の太陽電池
の断面図を図９に示す。この図の太陽電池は、透明プラ
スチック１６を塗布して発電素子１の表面にプラスチッ
ク層２を設けることができるので、ペースト状をしてい
る未硬化の透明プラスチック１６を印刷法で塗布するこ
とができる。このため、プラスチック層２を正確な位置
に密着できる。しかしながら、この構造の太陽電池も、
リード線４を接着するために、プラスチック層２の一部
を開口する必要がある。したがって、この構造の太陽電
池も、プラスチック層２で発電素子１を充分に保護でき
るように開口面積を小さくすると、リード線４を強固に
連結できなくなる。また、反対にリード線４を広い面積
で強固に端子部に接続するように、プラスチック層２の
開口面積を大きくすると、プラスチック層２が発電素子
１を保護する作用が低下して、図８に示す太陽電池と同
じ弊害が発生する。

【０００６】本発明はこのような弊害を防止することを
目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、リー
ド線を強固に発電素子の端子部に連結できると共に、プ
ラスチック層で発電素子を充分に保護でき、さらに、能
率よく安価に多量生産できる太陽電池とその製造方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の太陽電池は、前
述の目的を達成するために下記のようになっている。請
求項１に記載される太陽電池は、発電素子１の表面を透
光性のプラスチック層２で被覆している。プラスチック
層２で被覆される発電素子１の端子部には、リード線４
がハンダ付けして連結されている。さらに、本発明の太
陽電池は、リード線４を端子部に接続するハンダ３が、
プラスチック層２を貫通すると共に、プラスチック層２
の内面と端子部の表面との間に挟着されている。プラス
チック層２を貫通するハンダ３は、プラスチック層２の
内面で貫通部５よりも大きな面積に拡大されてアンカー
部３Ａとなっている。ハンダ３のアンカー部３Ａは、プ
ラスチック層２と端子部との間に挟着され、アンカー部
３Ａを介して端子部に強固に連結されている。

【０００８】さらに、本発明の請求項２に記載される太
陽電池の製造方法は、表面を透光性のプラスチック層２
で被覆している発電素子１の端子部にリード線４をハン
ダ付けして製造する方法を改良したものである。この製
造方法は、発電素子１の端子部表面にハンダ３を付着
し、その後、ハンダ３で被覆される端子部の表面と発電
素子１の表面にプラスチック層２を密着する。リード線
４を端子部に接続するときに、端子部の表面を被覆する
プラスチック層２の一部を溶融して除去し、プラスチッ
ク層２の除去されたハンダ３にリード線４を接続するこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】本発明の好ましい実施例を示す図３の断面構造
の太陽電池は下記の工程でリード線を接続する。 発電素子１の端子部表面にハンダ３を付着する。図
に示す太陽電池は、Ａｇペースト６の上にＣｕペースト
７を塗布して端子部としている。 端子部を含む発電素子１の全面にプラスチックフィ
ルムを密着し、プラスチックフィルムで構成されるプラ
スチック層２で発電素子１の全面を被覆する。 端子部の表面を加熱して、端子部表面のハンダ３に
リード線４を接続する。端子部表面を被覆するプラスチ
ック層２は、リード線４をハンダ付けするハンダごてで
溶融して除去される。プラスチック層２が除去される
と、端子部の表面に付着されたハンダ３が溶融してここ
にリード線４が接続される。

【００１０】とくに、本発明の太陽電池とその製造方法
は、端子部にハンダ３を付着した後にプラスチック層２
で被覆している。表面にハンダ３を付着している端子部
は、プラスチック層２を溶融して除去するときに、リー
ド線４を確実に接続できる。プラスチック層２を加熱、
溶融して除去するときに、端子部の表面に付着されてい
るハンダ３が溶融し、ここにリード線４が接続されるか
らである。溶融するプラスチック層２は、端子部とハン
ダ３との間に侵入してリード線４の連結強度を低下させ
ることはない。プラスチック層２を密着するよりも前工
程で、端子部の表面にハンダ３を付着しているからであ
る。このため、プラスチック層２を溶融して除去して
も、これがリード線４を端子部に接続する強度を低下さ
せることがない。

【００１１】さらに、図３に示す構造でリード線を端子
部に連結する太陽電池は、プラスチック層２を貫通する
ハンダ３を、プラスチック層２の内面で貫通部５よりも
大きな面積に拡大させてアンカー部３Ａとしている。ア
ンカー部３Ａはプラスチック層２と端子部との間に挟着
される。この構造は、リード線４を広い面積で端子部に
連結できることに加えて、プラスチック層２に被覆され
るアンカー部３Ａでもって、リード線４を強固に端子部
に連結できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための太陽電池とその製造方法を例示する
ものであって、本発明は太陽電池とその製造方法を下記
のものに特定しない。

【００１３】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１４】図１ないし図３に示す太陽電池は、メタル
層８の上に、アモルファスシリコン層（ａ−Ｓｉ層）１
Ａを積層し、このａ−Ｓｉ層１Ａに、導電性と透光性の
あるＩＴＯ９を積層して発電素子１としている。ＩＴＯ
９の表面には、図１に示すように櫛状にＡｇペースト６
を塗布している。Ａｇペースト上には、リード線４を接
続する部分にＣｕペースト７を塗布し、Ｃｕペースト７
を塗布した部分を端子部としている。さらに、端子部を
含む発電素子１の表面全体にプラスチック層２を密着状
態に接着し、メタル層８の背面に、耐熱応力性に優れた
プラスチックフィルムであるポリイミド樹脂１０を密着
して被覆している。この構造の太陽電池は、両面をプラ
スチックフィルムで被覆している。

【００１５】プラスチック層２には、好ましくは熱可塑
性のプラスチックフィルム、たとえば、ポリイミド樹
脂、ポリエチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリプロ
ピレン樹脂、ナイロン樹脂、ＥＶＡ等のフィルムが単層
で、あるいはこれ等を積層したフィルムが使用される。
プラスチックフィルムは密着状態に接着される。プラス
チックフィルムには、好ましくは熱可塑性のプラスチッ
クフィルムを使用するが、加熱して除去される全てのフ
ィルムが使用できる。さらに、プラスチック層２は、プ
ラスチックフィルムに代わって、未硬化のプラスチック
を塗布して硬化させるものも使用できる。このようにし
て設けられるプラスチック層２も、加熱して除去できる
プラスチック、たとえば、ウレタン樹脂やアクリル樹脂
等が使用できる。

【００１６】図１と図２に示す太陽電池は、発電素子１
を３つの発電モジュール１ａで構成し、発電モジュール
１ａを直列に接続して出力電圧を高くしている。ａ−Ｓ
ｉ層１Ａの上面に密着状態に接着されるＩＴＯ９は、そ
の表面に塗布されるＡｇペースト６で電気抵抗が小さく
なって効率よく集電される。Ａｇペースト６に直接にリ
ード線４をハンダ付けすることも可能であるが、より強
固にハンダ付けするために、リード線４の連結部分にＣ
ｕペースト７を塗布して端子部としている。

【００１７】Ｃｕペースト７で構成される端子部は、表
面にハンダ３を塗布している。ハンダ３は、プラスチッ
ク層２を密着するよりも前の工程で端子部に付着され
る。プラスチック層２で被覆されていない端子部に付着
されるハンダ３は、理想的な状態で端子部に付着され
る。プラスチック層２がハンダ３の付着を阻害しないか
らである。ハンダ３は溶融して端子部に密着される。

【００１８】図３に示すように、端子部表面のハンダ３
にリード線４が接続されている。ハンダ３は、プラスチ
ック層２を貫通して、リード線４を端子部に接続する。
リード線４を接続するハンダ３は、端子部の表面に付着
されているので、プラスチック層２と端子部の間に挟着
された状態となっている。この状態でリード線４を端子
部に接続するハンダ３は、プラスチック層２の内面で貫
通部５よりも大きな面積に拡大されてアンカー部３Ａと
なる。アンカー部３Ａは、プラスチック層２と端子部と
の間に挟着されて、リード線４を外れないように端子部
に接続する。さらに、端子部を被覆するプラスチック層
２は、端子部をプラスチック層内面の広い面積で被覆
し、リード線４の剥離と、発電素子１の剥離を有効に阻
止する。

【００１９】この構造の太陽電池は図４に示す工程で、
下記のようにして製造される。 ＩＴＯ９の上に設けられたＡｇペースト６の表面の
端子部に、Ｃｕペースト７を塗布する。Ｃｕペースト７
は、リード線４を接続する部分に塗布する。図１に示す
太陽電池は、両側の下部にＣｕペースト７を塗布して端
子部を設けている。 Ｃｕペースト７で構成される端子部の上にハンダ３
を付着する。ハンダ３は溶融して端子部の表面に付着さ
れる。ハンダ３は、端子部のほぼ全面に付着される。た
だし、端子部の一部にハンダを付着することもできる。
ハンダを付着する面積が小さいと、リード線を強固に接
続できなくなる。しだかって、ハンダはできる限り広い
面積で端子部に付着される。 ＩＴＯ９で被覆されるａ−Ｓｉ層１Ａの全面を被覆
する状態で、プラスチックフィルムを密着してプラスチ
ック層２を設ける。端子部もプラスチック層２で被覆さ
れる。 端子部に付着されたハンダ３にリード線４をハンダ
付けする。このとき、リード線４をハンダ付けする熱
で、端子部の表面を被覆するプラスチック層２の一部が
溶融されて、除去される。プラスチック層２が除去され
て表面に表出したハンダ３にリード線４が接続される。

【００２０】以上の実施例は、Ａｇペースト６の上にＣ
ｕペースト７を塗布して端子部を設けている。本発明の
太陽電池とその製造方法は、端子部の構造を前記のもの
に特定しない。たとえば、図６に示すように、Ｃｕペー
スト７の上に金属箔１１を付着して端子部とすることも
できる。この構造の太陽電池は、接着層１２を介して金
属箔１１を発電素子１の導電面に接着している。金属箔
１１を導電面に電気接続するために、金属箔１１と接着
層１２を貫通して連通孔１３を開口している。連通孔１
３にはハンダ等の導電接着材１４を充填している。連通
孔１３の導電接着材１４は、金属箔１１を導電面に接着
し、さらに、金属箔１１を導電面に電気接続している。

【００２１】金属箔１１を導電面に接着する接着層１２
は、エポキシ樹脂である。エポキシ樹脂は、耐熱温度が
３００℃のものまであるので、金属箔１１をハンダ付け
するときに、金属箔１１の剥離を効果的に防止できる特
長がある。ただ、接着層１２には、エポキシ樹脂に代わ
って、ポリウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポ
リエステルジメタクリレート、アクリル共重合体、シア
ノアクリレート、ゴム系接着剤、感圧接着剤等も使用で
きる。

【００２２】図５は図６に示す太陽電池の平面図であ
る。この図に示す太陽電池は、端子部の金属箔１１を、
長方形状として、両端部に連通孔１３を開口して、中央
部分にリード線４を連結している。連通孔１３は金属箔
１１を貫通している。連通孔１３を設けた金属箔１１の
裏面に接着剤が塗布されている。接着剤は連通孔１３の
部分には塗布されない。金属箔１１は、塗布された接着
剤を介して導電面に接着される。連通孔１３の部分には
接着剤が塗布されていないので、連通孔１３は、金属箔
１１と接着層１２の両方を貫通する状態で設けられる。

【００２３】連通孔１３にはハンダ等の導電接着材１４
が充填される。連通孔１３の導電接着材１４は、金属箔
１１を導電面により確実に固定すると共に、金属箔１１
を導電面に電気接続する。金属箔１１を導電面に接続す
る導電接着材１４はハンダが最適である。ただ、導電接
着材１４には、ハンダに限らず、連通孔１３に充填し
て、金属箔１１を導電面に連結でき、かつ、金属箔１１
を導電面に電気接続できる全てのもの、たとえば、Ｃｕ
ペーストやＡｇペースト等の導電ペーストも使用でき
る。

【００２４】金属箔１１を導電面に接続する導電接着材
１４にハンダを使用する太陽電池は、連通孔１３にハン
ダを充填すると共に、端子部である金属箔１１のほぼ全
面にハンダ３を付着させる。金属箔１１を導電面に接続
する導電接着材１４に導電ペーストを使用する太陽電池
は、連通孔１３に導電ペーストを充填した後、金属箔１
１の表面にハンダ３を付着する。金属箔表面のハンダ３
は、金属箔１１にリード線４を連結する。

【００２５】金属箔表面、すなわち端子部の表面にはリ
ード線４が連結される。リード線４は、プラスチック層
２を溶融、除去して、端子部にハンダ付けされる。リー
ド線４をハンダ付けする前に、ＩＴＯ９で被覆される発
電素子１の全面をプラスチック層２で被覆する。プラス
チック層２は、端子部を含む、ＩＴＯ９で被覆された発
電素子１の表面に密着される。プラスチック層２には、
図１ないし図３に示す太陽電池に使用したものが使用で
きる。

【００２６】図７は、図５と図６に示す太陽電池にリー
ド線を連結する工程を示している。この図に示す工程
は、下記のようにして発電素子にリード線を接続する。 ＩＴＯ９の上に設けられたＡｇペースト６の表面
に、Ｃｕペースト７を塗布する。Ｃｕペースト７は、金
属箔１１を固定する部分に塗布する。 Ｃｕペースト７の上に、接着層１２を介して金属箔
１１を接続し、端子部とする。金属箔１１と接着層１２
は連通孔１３が開口されている。 金属箔１１と接着層１２の連通孔１３に導電接着材
１４であるハンダを充填し、さらに、金属箔１１の上面
にハンダ３を付着させる。 発電素子１と導電面の全面を被覆する状態で、プラ
スチック層２を密着して設ける。 金属箔１１の上面に接続されたハンダ３にリード線
４をハンダ付けする。このとき、プラスチック層２は加
熱して除去される。

【００２７】以上の実施例は、フィルム状の太陽電池に
リード線を接続する構造を詳述したが、本発明は、太陽
電池をフィルム状のものに特定しない。発電素子の導電
面に金属箔を連結し、この金属箔にリード線を接続する
全ての太陽電池に利用できるからである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の太陽電池は、簡単かつ容易に、
しかもリード線を外れないように連結できる特長があ
る。それは、本発明の太陽電池が、アンカー部としたハ
ンダによって、リード線を端子部に接続しているからで
ある。発電素子の端子部は、表面にハンダを塗布してお
り、その上にプラスチック層を被覆している。この端子
部に接続されるリード線は、発電素子表面のプラスチッ
ク層を貫通するハンダによって端子部表面のハンダと接
続される。ハンダによって、リード線と端子部は接続さ
れるので、リード線は強固に発電素子に接続され、また
電気接続される。さらに、リード線を端子部に接続する
ハンダは、プラスチック層を貫通し、プラスチック層の
内面で広い面積となったアンカー部として端子部表面に
接続される。アンカー部のハンダは、貫通孔よりも大き
な面積となって、プラスチック層の内面と、端子部表面
で挟着される形になるので、リード線は更に強固に端子
部に固定される。このことが、ハンダ同士で接続される
こととあいまって、リード線は確実に発電素子と電気接
続され、また多少強く引っ張っても連結部から外れるこ
とはない。

【００２９】さらに、本発明の請求項２に記載される太
陽電池の製造方法は、発電素子の端子部表面にプラスチ
ック層を被覆する前に、ハンダを端子部表面に塗布して
いる。ハンダで被覆された端子部の上に、プラスチック
層が、密着した状態で接着される。この状態で端子部に
リード線を接続する際、熱でプラスチック層の一部を溶
融して、端子部表面に表出したハンダにリード線をハン
ダ付けする。この方法であれば、リード線をハンダ付け
する際にプラスチック層も除去できるので、あらかじめ
プラスチック層に貫通孔を設けておく必要がない。この
ため、作業が簡単化され、また貫通孔の設けられたプラ
スチックシートを別部材として、端子部に正確に位置決
めして張り合わせたりする必要もなく、直接に発電素子
と端子表面にプラスチック層を被覆できる。さらに、リ
ード線をハンダ付けする部分のプラスチック層だけが除
去されるので、リード線の接続部分だけが表面に表れ、
他の端子部は表出しない。したがって、端子部が不必要
に外部にさらされることがなく、端子部を保護すること
ができる。また、ハンダはアンカー部となって、プラス
チック層の内部で大面積となって端子部と接触し、リー
ド線は端子部と確実に電気接続され、さらにアンカー部
のハンダは、プラスチック層の内面と端子部の間で挟着
されるので、リード線が引っ張られて端子部から外れる
のも防止できる。また、プラスチック層とポリイミド樹
脂が発電素子を狭着するので、発電素子がポリイミド樹
脂から剥離することも有効に防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる太陽電池を示す平面図

【図２】図１に示す太陽電池のＡ−Ａ線断面図

【図３】図１に示す太陽電池のＢ−Ｂ線断面図

【図４】本発明の実施例にかかる太陽電池の製造方法を
示す各工程の断面図

【図５】本発明の他の実施例にかかる太陽電池を示す平
面図

【図６】図５に示す太陽電池のＢ−Ｂ線断面図

【図７】図５に示す太陽電池にリード線を連結する工程
を示す断面図

【図８】従来の太陽電池の端子部分の構造を示す断面図

【図９】従来の他の太陽電池の端子部分の構造を示す断
面図

【符号の説明】

１…発電素子 １Ａ…ａ−Ｓｉ層 １
ａ…発電モジュール ２…プラスチック層 ３…ハンダ ３Ａ…アンカー部 ４…リード線 ５…貫通部 ６…Ａｇペースト ７…Ｃｕペースト ８…メタル層 ９…ＩＴＯ １０…ポリイミド樹脂 １１…金属箔 １２…接着層 １３…連通孔 １４…導電接着材 １５…開口部 １６…透明プラスチック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塙平 信夫 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電素子(1)の表面が透光性のプラスチ
   ック層(2)で被覆されており、プラスチック層(2)で被覆
   される発電素子(1)の端子部にリード線(4)がハンダ付け
   して連結されてなる太陽電池において、 リード線(4)を端子部に接続するハンダ(3)が、プラスチ
   ック層(2)を貫通すると共に、プラスチック層(2)の内面
   と端子部の表面との間に挟着されており、プラスチック
   層(2)を貫通するハンダ(3)がプラスチック層(2)の内面
   で貫通部(5)よりも大きな面積に拡大されてアンカー部
   (3A)となっており、このアンカー部(3A)がプラスチック
   層(2)と端子部との間に挟着されてなることを特徴とす
   る太陽電池。
2. 【請求項２】 表面を透光性のプラスチック層(2)で被
   覆している発電素子(1)の端子部にリード線(4)をハンダ
   付けして太陽電池を製造する方法において、 発電素子(1)の端子部表面にハンダ(3)を付着し、その
   後、ハンダ(3)で被覆される端子部の表面と発電素子(1)
   の表面にプラスチック層(2)を密着し、リード線(4)を端
   子部に接続するときに、端子部の表面を被覆するプラス
   チック層(2)の一部を溶融して除去し、プラスチック層
   (2)が除去されて表面に表出したハンダ(3)にリード線
   (4)を接続することを特徴とする太陽電池の製造方法。