[发明专利]太阳能电池组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种将多个太阳能电池单元电连接以及机械接合而成的太阳能电池组件。

背景技术

太阳能电池能够将清洁且取之不尽地供给的太阳光能直接转换为电能，因此正在被期待作为新的能源。

通常，一片太阳能电池单元的电输出小，因此利用将多片太阳能电池单元串并联连接而形成的太阳能电池组件来产生实用的预定的电输出。串并联的连接是通过将接合部件连接在负极电极和正极电极上来进行的。

在现有的双面电极型太阳能电池中，在光电转换部上具有用于收集载流子的多条细线电极（指状（finger）电极）以及用于连接布线材料的连接用电极（总线棒（busbar）电极），在作为受光面的表面和背面分别设有极性不同的电极、即P型电极和Ｎ型电极。为了使用双面电极型的太阳能电池单元来形成太阳能电池组件，必须将太阳能电池单元并排设置多个且串联连接，但此时需要以接合部件接合表面电极和相邻的太阳能电池单元的背面电极。

近年来，在应对进一步高效率化的要求的高涨之下，被称为接触背（backcontact）型的太阳能电池的开发正在盛行。这是因为在连接多个接触背型太阳能电池单元时，能够在背面之间连接，因此在表面没有连接部件，受光效率也得到提高，并且外观也较佳。在接触背型的背面形成有P型电极和Ｎ型电极，并如梳齿交错嵌合那样地设置P型电极和Ｎ型电极梳痕之间。

通过这样将P型电极和Ｎ型电极交替地紧密地设置，从而载流子损失减少，这成为实现高发电效率的一个主要因素，尽可能增加P型电极和Ｎ型电极混在一起的面积，这就是实现高效率的要素。

接着，对关于太阳能电池的可靠性的课题进行如下说明。

作为太阳能电池的可靠性，通常是10年后的最大输出保证为初始值的90％以上、20年后保证为80％以上，但逐渐明确的是，随着太阳光发电的导入量增加，产生了从可靠性的观点来看并不希望的现象。

作为一例，举出产生被称为“热斑”的不良现象。这是由于太阳光发电系统中的一部分太阳能电池单元、组件的发电电力分布的差异引起的发热现象，有可能会对系统带来明显的破坏。进而，将被报告如下情况：太阳能电池单元产生裂缝；因一部分太阳能电池单元、连接箱的异常发热，导致太阳能电池单元表面被烧焦、异常发热的结果引发连接箱的变形、起火。

这些不良现象的原因各种各样，但考虑太阳能电池单元与接合部件的接合不良为其中一个原因（例如参照非专利文献1）。在长期使用的环境下，在太阳能电池单元和接合部件之间的焊锡接合部处裂纹伸展，从而集电效率降低，产生太阳能电池单元、组件的发电电力分布的差异，出现上述的热斑等发热现象。

这样的接合不良在薄型基板状的太阳能电池单元中进一步变得显著。例如，在由以往的300～500μm左右的厚度做成为小于200μm的厚度的太阳能电池单元正成为主流的情况下，因上述的接合部件焊接时的热应力导致的太阳能电池单元的翘曲变大，容易产生电极剥离等接合不良，使接合部的可靠性进一步降低。

另外，在之前说明的接触背型太阳能电池单元的焊锡接合部中所产生的电子和空穴再结合而消失的比率，与接合部的面积成正比地增加，因此焊锡接合部成为发电无效部。在接触背型太阳能电池单元的发电效率的提高方面，需要使作为发电无效部的焊锡接合部进一步变小，为了使焊锡接合部变小，要求提高各焊锡接合部的可靠性。作为提高焊锡接合部的可靠性的方法，将焊锡接合层厚度控制为一定厚度以上且均匀，从而能够使接合部的可靠性进一步提高（例如参照非专利文献2）。

另外，公开了一种用于在太阳能电池单元接合部件间的接合中，确保更高可靠性的太阳能电池单元接合部件形状和接合方法。

公开了一种如下的方法，即：通过对接合部件表面赋予凹凸形状，从而利用该凹凸形状使接合部件被均匀加热，实现可靠性高的接合部（例如参照专利文献1）。通过对接合部件表面赋予凹凸形状，能够容易加热且以短时间的处理实现太阳能电池单元与连接部件的接合。

这是因为，遮盖材料的有效表面积与未进行处理的表面相比扩大，在以卤素或热空气进行加热时，更为容易且迅速地得到所需要的热。若遮盖材料为等质的，则整个层被均匀加热，能够在大范围内进行太阳能电池单元与接合部件的接合。