太阳电池串的连接方法

关联申请的相互参照

本申请主张日本专利申请2021－060048号的优先权，并通过引用纳入本申请说明书的记载中。

技术领域

本发明涉及对多个太阳电池单元进行电连接的太阳电池串的连接方法。

背景技术

太阳电池单元的平面形状通常为大致长方形。在对太阳电池单元彼此进行连接时，在太阳电池单元的受光面靠近短边方向的一端的位置涂布沿长边方向延伸的集电极后并使其固化，在太阳电池单元的与受光面相反侧的背面靠近短边方向的另一端的位置涂布沿长边方向延伸的背面电极后并使其固化。之后，以在一侧的太阳电池单元的背面电极与另一侧的太阳电池单元的集电极之间存在导电性部件的方式对两太阳电池单元进行重合。通过对重合后的太阳电池单元施加压力及加热，一侧的太阳电池单元的背面电极、另一侧的太阳电池单元的集电极与导电性部件接触并被电连接，从而完成太阳电池单元彼此的连接(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2015/152020号

发明的概要

发明欲解决的的课题

在专利文献1中，利用导电性部件对背面电极与集电极进行连接，因此，与使用接线进行连接的情况相比，是一种具有优异生产效率的方式，但期待具有更优异的生产效率的方式。

发明内容

因此，本发明鉴于该实情，其课题在于提供一种生产效率优异的太阳电池串的连接方法及通过该连接方法得到的太阳电池串。

用于解决课题的手段

本发明的太阳电池串的连接方法，其特征在于，具有：第1集电极形成工序，在太阳电池单元的一侧的面形成多个第1集电极；第2集电极形成工序，向所述太阳电池单元的另一侧的面中与所述多个第1集电极分别对置的各位置涂布包含金属成分与合成树脂成分的糊剂状的第2集电极材料并形成多个第2集电极；分割引导线形成工序，将以容易将该太阳电池单元分割成多个小片单元的方式构成在所述太阳电池单元上的多条分割引导线分别形成于在一侧的面上形成的多个第1集电极中相邻的各两个第1集电极之间且在另一侧的面上形成的多个第2集电极中相邻的各两个第2集电极之间；分割工序，沿所述多条分割引导线将该太阳电池单元切断并将其分割成分别具有所述第1集电极及第2集电极的多个小片单元；重合工序，以使所分割的所述多个小片单元的各小片单元的第1集电极与另一个小片单元的第2集电极相互抵接的方式使所述多个小片单元重合；固化工序，在使所述多个小片单元重合后，使糊剂状的所述第2集电极材料固化。

另外，太阳电池串的连接方法，还可以为，所述太阳电池单元构成为大致矩形，所述分割引导线是与所述太阳电池单元的对置的一对边大致平行地形成的直线状的槽，所述第1集电极及所述第2集电极分别包含母线电极，所述第1集电极形成工序包含在预定分割的所述多个小片单元各自一侧的面中的与所述一对边中的一侧的边接近的位置上形成所述第1集电极的母线电极的工序，所述第2集电极形成工序包含在所述多个小片单元各自的另一侧的面中的与所述一对边中的另一侧的边接近的位置上形成所述第2集电极的母线电极的工序，所述重合工序为使所述第1集电极的母线电极与所述第2集电极的母线电极重合的工序。

另外，太阳电池串的连接方法中，所述第2集电极材料的合成树脂成分能够以丙烯酸树脂或硅酮树脂作为主成分。

另外，太阳电池串的连接方法中，在使所述第2集电极材料固化前，还可以具有以跨过该多个小片单元的方式将透明的合成树脂粘贴于所重合的所述多个小片单元的工序。

附图说明

图1A是半导体基板的俯视图。

图1B是在图1A的半导体基板的一侧的面形成了集电极的俯视图。

图2A是图1B的半导体基板的仰视图。

图2B是在图2A的半导体基板的另一侧的面形成了集电极而构成的太阳电池单元的仰视图。

图3A是在图2B的太阳电池单元的另一侧的面形成了划分线的仰视图。

图3B是在图3A的划分线处进行切断而得到5枚小片单元的状态的仰视图。

图4A是表示对5枚小片单元中的最后1枚单元进行重合前的状态的立体图。

图4B是表示连接有集电极彼此的部分的图4A的主要部分的放大图。

图5是太阳电池串的连接方法的框图。

图6是表示其他形态的、在重合5枚小片单元而构成的太阳电池串的上表面使用分配器将透明树脂以带状配置的状态的立体图。

具体实施方式

以下，关于本发明的一个实施方式的太阳电池串的连接方法，边参照附图边进行说明。

本实施方式的太阳电池单元1具有：大致矩形的半导体基板2；形成在该半导体基板2的一侧的面即表面2A的多个第1集电极即表面侧集电极3；形成在另一侧的面即背面2B的多个第2集电极即背面侧集电极4(参照图2B)。该太阳电池单元1如后所述，被分割成多个(图3B中为五个)小片单元11～15，对多个小片单元11～15进行搭接连接而构成太阳电池串5(参照图4A)。太阳电池单元1为板状，例如，为大致矩形的板状。

通过在横切方向对单晶硅结晶块进行薄切而形成半导体基板2。在本实施方式中，例示了将半导体基板2的形状形成为大致矩形(正方形或长方形)的结构，但还可以为这些形状以外的形状。在图1A～图3B中，将纸面的左右方向作为左右，将纸面的上下方向作为上下，并在以下进行说明。

表面侧集电极3分别形成在将半导体基板2的表面2A沿左右方向分成五等分后的区划内，如图1B所示，各表面侧集电极3具有：多个(图中为10根)表面侧指状电极31；宽度比表面侧指状电集31宽且对由多个表面侧指状电极31收集的电流进行汇集的表面侧母线电极32。此外，表面侧指状电极31以及表面侧母线电极32的宽度为电极在与延伸方向正交的方向上的尺寸。多个表面侧指状电极31是与半导体基板2的四条边中对置的两条边2a、2b平行的直线状的电极，且在剩下的另一侧的两条边2c、2d方向上隔开间隔地形成。另外，表面侧母线电极32以连接多个表面侧指状电极31的长边方向同一端(右端，一侧的边2d侧)的方式在与表面侧指状电极31大致正交的方向上延伸。

背面侧集电极4分别形成在将半导体基板2的背面2B沿左右方向五等分后的区划内，如图2B所示，各背面侧集电极4具有：多根(图中为10根)背面侧指状电极41；宽度比背面侧指状电极41宽且对由多个背面侧指状电极41收集的电流进行汇集的背面侧母线电极42。此外，背面侧指状电极41以及背面侧母线电极42的宽度是指电极在与延伸方向正交的方向上的尺寸。多个背面侧指状电极41为与半导体基板2的四条边中对置的两条边2a、2b平行的直线状，并在剩下的两条边2c、2d方向上隔开间隔地形成。另外，背面侧母线电极42以连接多个背面侧指状电极41的长边方向同一端(左端，表面侧母线电极32的相反侧端，另一侧的边2c侧)的方式在与背面侧指状电极41大致正交的方向上延伸。

如图5所示，太阳电池串的连接方法包括：在太阳电池单元1的表面2A形成多个表面侧集电极3的第1集电极形成工序P1；将包含金属成分与合成树脂成分的糊剂状的第2集电极材料涂布到太阳电池单元1的背面2B中的与各第1集电极对置的各位置(成为涂布后不使其固化的状态)，从而形成多个背面侧集电极4的第2集电极形成工序P2；在太阳电池单元1上分别形成多条分割引导线R(参照图3A)的分割引导线形成工序P3。另外，太阳电池串的连接方法包括：沿多条分割引导线R切断太阳电池单元1并将其分割成分别具有第1集电极及第2集电极的多个小片单元11～15(参照图3B)的分割工序P4；以使被分割的多个小片单元11～15中的一侧的小片单元12的表面侧集电极3的表面侧母线电极32与另一侧的小片单元11的背面侧集电极4的背面侧母线电极42相互抵接的方式对多个小片单元12、11(参照图4A)进行重合的重合工序P5；在对多个小片单元12、11进行重合后使糊剂状的背面侧集电极4固化的固化工序P6。在分割引导线形成工序P3中，以容易将太阳电池单元1分割成多个小片单元11～15的方式构成在太阳电池单元1上的多条分割引导线R被分别形成于在表面2A形成的多个第1集电极3中相邻的各两个第1集电极3之间且在背面2B形成的多个第2集电极4中相邻的各两个第2集电极4之间。因此，在表面侧集电极3与背面侧集电极4之间除了各集电极3或4不需要配置另外的导电性部件，因此，生产效率优异。另外，与将太阳电池单元分割成多个小片单元后，再在多个小片单元上分别形成表面侧集电极3与背面侧集电极4的结构相比，通过将形成了多个表面侧集电极3及多个背面侧集电极4的太阳电池单元分割成多个小片单元，其具有优异的生产效率。

第1集电极形成工序P1包括以下工序，即在预定分割的多个小片单元11～15各自的表面中的与太阳电池单元1的对置的一对边2c、2d中的一侧的边2d接近的位置上形成表面侧集电极3的表面侧母线电极32的工序。而且，第2集电极形成工序P2包括以下工序，即在多个小片单元11～15各自的背面中的与一对边2c、2d中的另一侧的边2c接近的位置上形成背面侧集电极4的背面侧母线电极42的工序。另外，重合工序P5是对表面侧集电极3的表面侧母线电极32与背面侧集电极4的母线电极42进行重合的工序。

对太阳电池串的连接方法的顺序进行说明。首先，准备图1A所示的半导体基板2，如图1B所示，在将半导体基板2的表面沿左右方向五等分后的各区划内形成表面侧指状电极31及表面侧母线电极32。表面侧指状电极31及表面侧母线电极32是在将具有导电性的金属糊剂通过网板印刷等涂布成所希望的形状后，在烧成炉内烧成并使其固化而形成的。此外，对于表面侧指状电极31与表面侧母线电极32来说，构成金属糊剂的材料可以为不同的材料，也可以为相同的材料。

接下来，如图2A所示，以使半导体基板2的背面2B朝向上方的方式使半导体基板2上下颠倒。然后，如图2B所示，在半导体基板2的背面2B，也与表面同样地在左右方向上五等分后的区划内分别形成背面侧指状电极41及背面侧母线电极42。此时，表面侧母线电极32形成在与半导体基板2的一侧的边2d(右侧的边2d)接近的位置，而背面侧母线电极42形成在与半导体基板2的另一侧的边2c(左侧的边2c)接近的位置，这点上是不同的。也就是说，表面侧母线电极32与背面侧母线电极42形成在区划内的左右方向一端(右端2d)与另一端(左端2c)，且在上下方向上形成在不同的位置。

背面侧指状电极41及背面侧母线电极42是通过网板印刷等将具有导电性的金属糊剂直接涂布成所希望的形状而成的。涂布后，成为不使金属糊剂固化的(不进行固化处理)状态。构成金属糊剂的材料(第2集电极材料)具有以银等金属作为主成分的金属成分和包含合成树脂的合成树脂成分。在本实施方式中，作为合成树脂成分，以热固化性丙烯酸树脂或硅酮树脂等热固化性树脂作为主成分。此外，该合成树脂成分还可以由丙烯酸系、环氧系、聚氨酯系的紫外线固化树脂作为主成分，还可以由热塑性树脂作为主成分。在作为合成树脂成分使用热塑性树脂的情况下，进行加热直到热塑性树脂软化的温度，以热塑性树脂不发生固化的方式进行温度管理直到连接表面侧母线电极32与背面侧母线电极42。在作为合成树脂成分以热固化性丙烯酸树脂或硅酮树脂等的热固化性树脂作为主成分的情况下，由于第2集电极材料即使在固化后依然具有较大弹性，因此，能够良好地吸收外力。

在背面侧集电极4的形成结束后，如图3A所示，通过照射激光将划分成五个区划的分割引导线R形成在半导体基板2上。通过反复照射该激光，能够切断半导体基板2从而将其分割成五个小片单元11～15(参照图3B)。分割引导线是与半导体基板2的左右的边2c、2d大致平行的直线状的槽。在本实施方式中，通过激光切断半导体基板2，但还可以通过激光在半导体基板2上形成分割引导线R，并使用金刚石切割器等沿该分割引导线R将其切断。

使五个小片单元11～15成为背面朝向上方的状态，如图4A、图4B所示，以将朝下的表面侧母线电极(参照图4B)32重叠在朝上的背面侧母线电极42上的方式将上侧的小片单元11堆叠于下侧的小片单元12上，其中，所述朝上的背面侧母线电极42位于小片单元12所具有的背面2B的左端，小片单元12位于下侧，所述朝下的表面侧母线电极32位于小片单元11所具有的表面2A的右端，小片单元11位于上侧。此时，由于背面侧母线电极42处于没有固化的状态(具有弹性的状态)，因此，背面侧母线电极42容易紧密贴合于已固化的表面侧母线电极32。在五个小片单元的重合全部结束后，在烧成炉内进行烧成，由此，背面侧指状电极41及背面侧母线电极42固化从而全部小片单元11～15被串联地电连接(将该连接称作搭接连接)。连接后，在表侧保护部件及背面侧保护部件之间配置被连接后的小片单元11～15，并通过密封树脂进行密封，由此，完成太阳电池串5。这样，在通过连接多个小片单元11～15而构成的太阳电池串5中，能够提高每单位面积的输出。在本实施方式中，由于使没有固化的背面侧母线电极42朝上进行连接，因此，能够抑制在使背面侧母线电极42朝下进行连接的情况下背面侧母线电极42向下方垂下而发生变形的情况。

另外，本发明在使第2集电极材料固化前，还具有将透明的合成树脂以跨过该多个小片单元的方式粘贴在所重合的多个小片单元11～15上的工序(未图示)。具体来说，如图6所示，在所述五个小片单元11～15的重合全部结束后，在使背面侧集电极4固化前，还可以使用分配器17等将透明的合成树脂(热固化性树脂)16以带状(还可以为线状)并以跨过全部小片单元11～15的方式粘贴在小片单元11～15的背面2B。在粘贴后，通过在烧成炉内进行烧成，合成树脂(热固化性树脂)16热固化，能够加固小片单元彼此的连接，因此优选。在图6中，在四处粘贴了合成树脂，但还可以仅在一处，或可以在两处、三处、五处以上的任意位置进行粘贴。

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内当然能够追加各种变更。

在所述实施方式中，使背面侧集电极4的背面侧指状电极41及背面侧母线电极42双方都成为涂布后不固化的状态，但还可以进行使背面侧指状电极41固化的处理，仅使背面侧母线电极42成为不固化的状态。

根据本发明，通过成为直接连接第1集电极与第2集电极的结构，能够提供一种具有优异的生产效率的太阳电池串的连接方法及通过该连接方法得到的太阳电池串。

本发明的太阳电池串的连接方法，其特征在于，具有：第1集电极形成工序，在太阳电池单元的一侧的面形成多个第1集电极；第2集电极形成工序，向所述太阳电池单元的另一侧的面中与所述多个第1集电极分别对置的各位置涂布包含金属成分与合成树脂成分的糊剂状的第2集电极材料并形成多个第2集电极；分割引导线形成工序，将以容易将该太阳电池单元分割成多个小片单元的方式构成在所述太阳电池单元上的多条分割引导线分别形成于在一侧的面上形成的多个第1集电极中相邻的各两个第1集电极之间且在另一侧的面上形成的多个第2集电极中相邻的各两个第2集电极之间；分割工序，沿所述多条分割引导线将该太阳电池单元切断并将其分割成分别具有所述第1集电极及第2集电极的多个小片单元；重合工序，以使所分割的所述多个小片单元的各小片单元的第1集电极与另一个小片单元的第2集电极相互抵接的方式对所述多个小片单元进行重合；固化工序，在将所述多个小片单元重合后，使糊剂状的所述第2集电极材料固化。

通过该结构，在以使一侧的小片单元的第1集电极与另一侧的小片单元的第2集电极重合的方式将两小片单元重合后，仅通过使第2集电极固化，就能够对第1集电极与第2集电极进行电连接。由此，除了各集电极以外不需要在第1集电极与第2集电极之间配置其他导电性部件，因此，生产效率优异。另外，与在将太阳电池单元分割成多个小片单元后再在多个小片单元分别形成第1集电极与第2集电极的结构相比，通过将形成了多个第1集电极及多个第2集电极的太阳电池单元分割成多个小片单元，其生产效率更优异。

另外，对于太阳电池串的连接方法，还可以为，所述太阳电池单元构成为大致矩形，所述分割引导线是与所述太阳电池单元的对置的一对边大致平行地形成的直线状的槽，所述第1集电极及所述第2集电极分别包含母线电极，所述第1集电极形成工序包含在预定分割的所述多个小片单元各自一侧的面中的与所述一对边中的一侧的边接近的位置上形成所述第1集电极的母线电极的工序，所述第2集电极形成工序包含在所述多个小片单元各自的另一侧的面中与所述一对边中的另一侧的边接近的位置上形成所述第2集电极的母线电极的工序，所述重合工序包含使所述第1集电极的母线电极与所述第2集电极的母线电极重合的工序。

如上所述，通过对形成在接近另一侧的边的位置上的另一侧的面的第2集电极的母线电极与形成在接近一侧的边的位置上的一侧的面的第1集电极的母线电极进行连接的所谓搭接连接，能够提高由连接多个小片单元而构成的太阳电池串的每单位面积的输出。

另外，太阳电池串的连接方法中，所述第2集电极材料的合成树脂成分，能够以丙烯酸树脂或硅酮树脂作为主成分。

如上所述，通过使丙烯酸树脂或硅酮树脂作为主成分，第2集电极材料即使固化后其弹性也较大，因此，能够良好地吸收外力。

另外，太阳电池串的连接方法中，在使所述第2集电极材料固化前，还可以具有将透明的合成树脂以跨过该多个小片单元的方式粘贴在所重合的所述多个小片单元上的工序。

如上所述，通过将透明的合成树脂以跨过该多个小片单元的方式粘贴在所重合的多个小片单元上，能够加固小片单元彼此的连接。

附图标记的说明

1…太阳电池单元，2…半导体基板，2A…表面(一侧的面)，2B…背面，2a、2b，2c、2d…边，3…表面侧集电极(第1集电极)，4…背面侧集电极(第2集电极)，5…太阳电池串，11～15…小片单元，16…合成树脂(热固化性树脂)，17…分配器，31…表面侧指状电极，32…表面侧母线电极，41…背面侧指状电极，42…背面侧母线电极，P1…第1集电极形成工序，P2…第2集电极形成工序，P3…分割引导线形成工序，P4…分割工序，P5…重合工序，P6…固化工序，R…分割引导线(划分线)。