JPH04330785A - 集積型太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積型太陽電池モジュ
ールに関し、特に大きな電流を取り出すに適した電力用
太陽電池モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】大きな電流を取出す必要のある電力用太
陽電池は、隣接する太陽電池素子の側縁どうしを直列に
接続することによって、内部抵抗が小さくなるようにし
ている。それを量産化する一つの方法として図１５・図
１６に示すような方法が実施されている。この方法は、
ガラス基板１上に複数の透明電極層２‥をパターニング
形成した後、この透明電極層の側縁に導電ペースト３と
絶縁ペースト４を帯状にパターニング形成し、更に光活
性層５・金属電極層６を順次全面形成した後、レーザー
ビームを照射することによって、導電ペースト３部分は
このペーストと金属電極層６との間を溶着（ＬＷ）し、
絶縁ペースト４部分は溶断（ＬＳ）する。このようにす
ることによって、図１５に示す場合は、二個の発電素子
７・７が直列に接続され且つ両側に取出し端子８・８を
有する集積型太陽電池モジュールが形成される。この方
法については特開昭６３−１０２２７４号公報に詳しく
開示されている。

【０００３】このような構成を有する集積型太陽電池モ
ジュールの内部抵抗を更に小さくする為に、図１７に示
す構造が考えられている。即ち、前記導電ペースト３を
櫛歯状に透明電極層２上に延長３’して、この透明電極
層からの集電を容易にし、内部抵抗を低下しようとする
ものである。なお、前記導電ペーストの延長部分３’は
、金属電極層６との短絡を防ぐ為に、絶縁ペースト４’
で被覆される。このような集積型太陽電池モジュールは
、特開昭６３−１１９５８６号公報に開示されているが
、櫛歯状の延長部分があるために、発電面積が減少して
期待した程の電力増加が得られないばかりか、導電ペー
ストの櫛歯状延長部分３’が金属電極層６と短絡し易く
、不良発生率が高くなる欠点がある。

【０００４】従って、最初に説明した図１５の構造が好
ましい。この構造に於て、取出し得る電力を大きくする
には、図１９の如く各発電素子の横幅を小さく、且つ縦
幅を大きくして、発電素子を細長くすればよい。しかし
ながら、発電素子を細長くすると電池モジュールの両側
に形成される取出し端子８・８も細長くなって無駄な部
分が増えると共に、取出し端子をあまり細くすると、リ
ード線の半田付け作業がしにくくなる欠点がある。半田
付けを容易にする為に、図２０に示す如く、取出し端子
８の一端８’を幅広くすることが考えられているが、レ
ーザービームによる溶着及び溶断の際にレーザービーム
の走査方向を途中で曲げる必要があるため、精度を必要
とすると共に、方向変換点でレーザービームが一旦止ま
るので、止まっている間に発電素子が局部的に異常に加
熱されて損傷を受けることがある。このような欠点を避
ける為に、特開平１−２０９７６９号公報には、方向変
換点の下層に絶縁領域を設けることが記載されているが
、繁雑になる欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、各発電素子
の形を細長くした場合にも、取出し電極があまり大きな
部分を占めることがないようにすると共に、レーザービ
ームの走査も直線で済むようにして量産性の向上を図り
、且つレーザービームによる損傷を受けることのないよ
うにしたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は、取出し端子を複数の発電素子の並設方
向に延在したのである。

【０００７】

【作用】このように構成することによって、各発電素子
を細長形状にしても、取出し端子は基板の短手方向に沿
って形成されるので、発電に寄与しない部分が小さくな
る。

【０００８】

【実施例】図１は、ガラス基板１上に、発電素子を構成
するための透明電極層２と、取出し端子となる部分８と
をマスクパターニングによって形成した状態を示してい
る。透明電極層２は２個一組となって横方向に並設し、
取出し端子となる部分８は、前記発電素子となる部分が
並設している方向、即ちガラス基板１の上縁及び下縁に
沿って延在している。

【０００９】図２は、前記透明電極層２及び取出し端子
８上に、導電ペースト３をスクリーン印刷した状態を示
している。この導電ペーストは例えば銀ペーストから成
っており、前記透明電極層２上ではその右側縁に沿って
、また取出し端子８上ではその中央に印刷されている。

【００１０】図３及び図４は、絶縁ペースト４例えば二
酸化ケイ素ペーストをスクリーン印刷した状態を示して
いる。この絶縁ペーストは、前記導電ペースト３に沿っ
てガラス基板１の上縁から下縁まで上下方向に直線的に
延びると共に、前記取出し端子８を横断する部分は、後
述するレーザービームから導電ペースト３を保護する為
に幅広になっている。またこの絶縁ペースト４は、前記
透明電極群２…と取出し端子８の間を左右方向にも延び
ている。

【００１１】このようにして導電ペースト３と絶縁ペー
スト４を印刷した後、焼成してこれらペーストを硬化せ
しめ、次いで光活性層５と金属電極層６を夫々全面形成
する。光活性層５は、ＰＣＶＤ法等によってアモルファ
スシリコンをＰ・Ｉ・Ｎの三層に分けて形成して成り、
又金属電極層６は、Ａｌ，Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｇ等を蒸着あ
るいはスパッタ等で形成している。

【００１２】次に金属電極層６側からレーザービームを
照射し、溶着（ＬＷ）と溶断（ＬＳ）を行う。即ち前記
絶縁ペースト４に沿ってレーザービームを走査すること
により溶断を行い、発電素子７・７に分割すると共に、
ガラス基板１の上縁及び下縁に沿って取出し端子８・８
を形成する。更に導電ペースト３に沿ってレーザービー
ムを走査することによって、金属電極層６と導電ペース
ト３間を溶着接続し、２個の発電素子どうしを直列に接
続すると同時に、２個一組の発電素子からなる電池モジ
ュールを取出し端子８に対して並列に接続する。ここに
於て、溶着不要の部分には絶縁ペースト４を印刷してい
るので、溶着用のレーザービームを直線的に走査しても
、取出し端子８部分の導電ペーストに悪影響を与えるこ
とはない。

【００１３】このように構成することによって、２個の
発電素子を直列に接続した二組のモジュールが並列に接
続され、取出し端子８より電力を取出すことができる。

【００１４】又必要に応じて絶縁基板１の中央から左右
に二分割することによって二組のモジュールを分離し、
二つの発電素子を直列に接続した二個の太陽電池を形成
することができる。

【００１５】以上の実施例では、透明電極２をマスクパ
ターニングによって形成している。即ち、ガラス基板１
上の全面に透明導電膜を形成した後、マスクをしてエッ
チングすることによって所望パターンの透明電極２を形
成している。しかしながらガラス基板１の大型化に伴っ
てパターニングの精度が低下し、品質不良の一因になる
他に、エッチング部分の増大によって有効発電面積が相
対的に低下し、特性が低下する傾向にある。更にマスク
の取付けやエッチングに時間を要し、コスト高の原因と
なる。

【００１６】このような点に鑑みて、図８〜１４に示す
他の実施例では、レーザービームの照射と導電ペースト
によって所望形状の透明電極層を得るようにしている。

【００１７】以下他の実施例について説明すると、図８
は、ガラス基板１上の全面に透明電極層２を形成した後
、レーザービームを走査した状態を示しており、レーザ
ービームはガラス基板１の端から端まで直線的に走査す
ることによって、前記透明電極層２を、発電素子２に対
応する部分２ａ…と、取出し端子８に対応する部分８ａ
…とに分離している。９…はレーザービームによって分
離された線を示している。

【００１８】図９は前記透明電極層２上に導電ペースト
３をスクリーン印刷した状態を示している。この導電ペ
ースト３は、発電素子２ａに対応する部分ではその側縁
に沿って印刷されており、取出し端子に対応する部分８
ａではその中央に印刷されている。また前記複数の発電
素子に対応する部分２ａのうち所定の部分と取出し端子
に対応する部分８ａとの間はこの導電ペースト３によっ
て接続されている。この接続部分の断面を図１１に示し
ている。

【００１９】図１０は、導電ペーストを印刷した後更に
絶縁ペースト４をスクリーン印刷した状態を示しており
、その後光活性層５と金属電極層６を全面形成し、更に
金属電極層６側からレーザービームを照射して溶着（Ｌ
Ｗ）と溶断（ＬＳ）を行うことにより、複数の発電素子
を直列に接続する。図１０に示しているＬＷ，ＬＳの文
字は、この位置から直線的にレーザービームを走査する
ことを示している。

【００２０】図１２〜１４は、光活性層５と金属電極層
６を形成した後、レーザービームによって溶着と溶断を
行った状態の図１０の各部分の断面を示している。

【００２１】

【発明の効果】以上の如く本発明は、複数の発電素子を
並設し且つこれを直列に接続したものに於て、その取出
し端子を前記発電素子の並設方向に各発電素子の端縁に
沿って延在せしめたので、大きな電力を取出す為に各発
電素子を細長く形成しても取出し端子はそれ程大きくな
らず、基板を有効に使用することができると共に、溶着
と溶断の為のレーザービームは基板の端から端まで直線
的に走査できるので量産性に優れ、且つ光活性層に損傷
を及ぼすようなこともない。

【００２２】また透明電極をレーザービームによってパ
ターニングする場合にも、レーザービームを基板の端か
ら端まで直線的に走査できるので量産性に優れている。

【００２３】更に実施例のようなパターニングにするこ
とによって、一枚の基板上に複数個の太陽電池モジュー
ルを並列的に形成できるので、このまま並列接続状態で
使用することもできるし、複数個に分割して使用するこ
ともでき、応用範囲を広くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス基板上に形成した透明電極層のパターン
。

【図２】導電ペーストのパターン。

【図３】絶縁ペーストのパターン。

【図４】図３の要部拡大図。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面図。

【図６】図４のＶＩ−ＶＩ断面図。

【図７】図４のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図。

【図８】他の実施例で、透明電極層にレーザービームを
照射した後のパターン。

【図９】導電ペーストのパターン。

【図１０】絶縁ペーストのパターン。

【図１１】図９のＸＩ−ＸＩ断面図。

【図１２】図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ断面図。

【図１３】図１０のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ断面図。

【図１４】図１０のＸＩＶ−ＸＩＶ断面図。

【図１５】従来例によるパターン。

【図１６】図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ断面図。

【図１７】他の従来例によるパターン。

【図１８】図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ断面図。

【図１９】他の従来例。

【図２０】他の従来例。

【符号の説明】

１　　　　ガラス基板（絶縁基板） ２　　　　透明電極層 ３　　　　導電ペースト ４　　　　絶縁ペースト ５　　　　光活性層 ６　　　　金属電極層 ７　　　　発電素子 ８　　　　取出し端子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　透明電極層、光活性層、金属電極層を
   順次重ねて形成した発電素子を絶縁基板上に複数個並設
   すると共に、各発電素子の側縁どうしを直列に接続して
   、両端の発電素子に取出し端子を設けたものであって、
   この取出し端子を、前記複数の発電素子の並設方向に各
   発電素子の端縁に沿って延在せしめたことを特徴とする
   集積型太陽電池モジュール。
2. 【請求項２】　　一枚の絶縁基板上に複数組のモジュー
   ルを形成すると共に、各モジュールの取出し端子を共通
   化してなる請求項１記載の集積型太陽電池モジュール。
3. 【請求項３】　　透明電極層の側縁上に導電ペーストと
   絶縁ペーストを設け、レーザービーム等のエネルギービ
   ームを直線的に走査することによって、発電素子を複数
   個に溶断すると共に直列に接続するものであって、前記
   取出し端子部分にも前記導電ペーストを延長形成し、且
   つ前記エネルギービームが取出し端子を横断する部分を
   絶縁ペーストで被覆してなる請求項１又は２記載の集積
   型太陽電池モジュール。
4. 【請求項４】　　複数組のモジュールを分割することに
   よって複数個の太陽電池を形成することを特徴とした請
   求項２記載の集積型太陽電池モジュール。
5. 【請求項５】　　絶縁基板上の略全面に透明電極層を形
   成すると共に、前記絶縁基板の端から端まで直線的にエ
   ネルギービームを走査することによって、前記透明電極
   層を、各発電素子及び取出し端子に対応する部分に分離
   すると共に、少なくとも最外側の発電素子に対応する透
   明電極層と取出し端子に対応する透明電極層とを導電ペ
   ーストによって接続してなる請求項３記載の集積型太陽
   電池モジュール。