太阳能电池组件
阅读：1029发布：2020-06-10
专利汇可以提供太阳能电池组件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且在 太阳能 电池 中汇流条 电极 边缘和 半导体 衬底的表面之间的边界附近产生最大应 力 ，该 应力 容易集中。因此，在半导体衬底中出现诸如微裂缝的 缺陷 ，其以缺陷作为起点发展成大的裂纹。因此，在用内部引线8连接 太阳能电池 中的汇流条电极4a和5a时，不使 焊料 6与沿着汇流条电极4a和5a纵向的边缘以及向内距该边缘预定距离的部分F 接触 ，而是与填料10直接接触。，下面是太阳能电池组件专利的具体信息内容。
1.一种太阳能电池组件，其包含多个太阳能电池和内部引线，所述的内部引线用于电连接提供在一个太阳能电池光接收表面和/或非光接收表面上的汇流条电极和提供在与其相邻的另一太阳能电池的非光接收表面和/或非光接收表面上的汇流条电极，其中通过所述的内部引线相互连接的所述多个太阳能电池被密封到填料中，所述汇流条电极具有：与所述内部引线连接的第一区域、和包括沿着所述汇流条电极的纵向的边缘且比所述第一区域更靠近所述边缘侧的第二区域，
在俯视所述太阳能电池的所述光接收表面或所述非光接收表面时，所述第二区域位于在与所述汇流条电极的纵向正交的方向夹持所述第一区域的位置，与所述填料直接接触。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中将所述的汇流条电极的所述第一区域用焊料连接到所述的内部引线。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中所述内部引线的宽度小于所述汇流条电极的宽度。
4.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中所述的太阳能电池具有多个指状电极，所述的指状电极末端中的至少一个被连接到形成在所述太阳能电池的光接收表面和/或非光接收表面上的所述汇流条电极。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其中使所述的指状电极在其整个长度上与填料直接接触。
6.根据权利要求4所述的太阳能电池组件，其中所述的指状电极的连接到汇流条电极的一个末端涂布有涂料构件。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池组件，其中所述涂料构件是阻焊剂。
8.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中所述焊料含有Bi。
9.根据权利要求2所述的太阳能电池组件，其中所述焊料含有Sn，并且满足下式：
∑(ViWi)＜2.8(％)
其中i表示组成焊料的元素的种数，Vi表示组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi表示将总量取作1时组成焊料的每种元素的重量百分比，并且总和∑为1～i。
10.一种太阳能电池组件，其包含多个太阳能电池和内部引线，所述的内部引线用于电连接提供在一个太阳能电池光接收表面和/或非光接收表面上的汇流条电极和提供在与其相邻的另一太阳能电池的非光接收表面和/或光接收表面上的汇流条电极，其中通过所述的内部引线相互连接的所述多个太阳能电池被密封到填料中，所述汇流条电极具有：与所述内部引线连接的第一区域、和包括沿着所述汇流条电极的纵向的边缘且比所述第一区域更靠近所述边缘侧的第二区域，
俯视所述太阳能电池的所述光接收表面或所述非光接收表面时，所述第二区域位于在与所述汇流条电极的纵向正交的方向夹持所述第一区域的位置，并且涂布有涂料构件，所述涂料构件与所述填料直接接触。
11.根据权利要求10所述的太阳能电池组件，其中所述涂料构件是阻焊剂。
12.根据权利要求10所述的太阳能电池组件，其中将所述第一区域用焊料连接到所述的内部引线。
13.根据权利要求10所述的太阳能电池组件，其中所述太阳能电池具有多个指状电极，所述的指状电极末端中的至少一个被连接到形成在所述太阳能电池的光接收表面和/或非光接收表面上的汇流条电极。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池组件，其中所述指状电极的连接到汇流条电极的一个末端涂布有涂料构件。
15.根据权利要求14所述的太阳能电池组件，其中所述的指状电极中的涂料构件还起到汇流条电极中的涂料构件的作用。
16.根据权利要求14所述的太阳能电池组件，其中所述的指状电极中的涂料构件是阻焊剂。
17.根据权利要求12所述的太阳能电池组件，其中所述焊料含有Bi。
18.根据权利要求12所述的太阳能电池组件，其中所述焊料含有Sn，并且满足下式：
∑(ViWi)＜2.8(％)
其中i表示组成焊料的元素的种数，Vi表示组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi表示将总量取作1时组成焊料的每种元素的重量百分比，并且总和∑为1～i。
19.根据权利要求1或10所述太阳能电池组件，其中所述太阳能电池为平板形状。
太阳能电池组件
[0001] 本申请是PCT国际申请日为2004年11月26日，PCT国际申请号为PCT/JP2004/017985，中国国家申请号为200480034991.X的发明名称为《太阳能电池组件》的申请的分案申请。
技术领域
背景技术
[0003] 太阳能电池是用单晶硅衬底或多晶硅衬底制造的。因此，太阳能电池在机械冲击方面弱，当将太阳能电池安装在室外时必须防雨等。由于一个太阳能电池很难产生电输出，必须将多个太阳能电池串连以便能够引出实际的电输出。
[0004] 因此，通常采用连接多个太阳能电池，使连接的太阳能电池置于半透明面板和背表面保护构件之间，并且在太阳能电池之中密封主要由乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等组成的填料来制造太阳能电池组件的方法。这种线性串连连接的太阳能电池被称作太阳能电池串。
[0005] 在这种太阳能电池组件中，太阳能电池是通过称作内部引线的长的窄导体和出现在太阳能电池中两端的称作外部引线的长的窄导体相互连接的。将多个串中的外部引线通过连接配线相互并联连接，以制造太阳能电池面板。
[0007] 焊料通常是具有约63重量％的锡和约37重量％的铅组成的共晶软焊料。
[0008] 当如上所述使用焊料将内部引线和太阳能电池相互连接时，预先给形成在太阳能电池表面上的集电汇流条电极的表面提供含有焊料的涂料，并且将该涂料连同内部引线中的含有焊料的涂料进行热焊接。
[0009] 备选地，只给内部引线提供含有焊料的涂料，然后使用焊剂将内部引线中的焊料直接热焊接到其上没有焊料涂料的汇流条电极上。
[0010] 在常规的太阳能电池中，太阳能电池中的衬底有时沿着汇流条电极裂开。
[0011] 图9是太阳能电池中硅衬底1上的汇流条电极5a和内部引线8之间的连接器的横截面视图。施加在硅衬底1横截面上的应力用箭头绘出。该横截面视图是通过放大主要部件的大小而绘制的，以使构造容易理解，其尺寸比率与实际的尺寸比率不同。
[0012] 如图9所示，作为输出引出端的汇流条电极5a向其沿着汇流条电极的纵向边缘涂布有焊料6。此时，发现在汇流条电极5a边缘和硅衬底1表面之间的边界附近(在图9中用“Q”表示)产生最大的拉伸应力，因此应力容易集中。
[0014] 特别是，太阳能电池组件通常安装在室外，因此由每天的温度循环造成的收缩和膨胀是重复的。此时的应力被施加在汇流条电极5a边缘和硅衬底1表面之间的边界附近。因此，在太阳能电池上产生微裂缝，从而导致长期可靠性下降。
[0015] 在制造太阳能电池组件中，将预先涂布有焊料的内部引线8焊接到汇流条电极5a，以连接汇流条电极5a和内部引线8。此时，当移动内部引线8以将焊料焊接至连接到汇流条电极表面的表面指状电极时，由于焊料和组成内部引线8的铜之间热膨胀的差异、收缩等造成的应力，硅衬底1中更加严重地出现微裂缝等。
[0016] 此外，近年来，从节约成本考虑，已经进行了通过减小硅衬底1的厚度来降低半导体材料消耗量的尝试。如果减小硅衬底1的厚度，则硅衬底1抗冲击或应力能力变弱。如果施加由焊料引起的这些应力，则裂缝出现的频率增加。
[0017] 另一方面，当环境问题放在重要的位置时，Sn-Pb基共晶软焊料中含有的铅对人体的影响也成为一个问题。已经积极地研究了不含铅的称作无铅焊料的焊料。但是，当使用无铅焊料如Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Cu或Sn-Ag-Ni基焊料时，施加到汇流条电极5a边缘附近的应力容易变得显著。
[0018] 在将含有焊料的涂料预先提供于汇流条电极的表面上，并且将内部引线8连同涂布的焊料一起热焊接的情况下，当焊料存在于汇流条电极表面上时，用于焊接的焊料的厚度增加。因此，施加在汇流条电极5a边缘附近的应力容易变得显著。
[0020] 本发明的发明人进行的实验表明，因连接太阳能电池和内部引线的焊料的凝固而收缩的应力和当将使用铜箔作为基材的内部引线从焊料的工作温度冷却到室温时收缩的应力作为内部应力被贮存，并且贮存的变形表现为汇流条电极边缘和强度最弱的太阳能电池和半导体衬底之间的边界附近中的微裂缝。
[0021] 本发明的一个目的是提供一种太阳能电池组件，其能够减小施加到太阳能电池中汇流条电极边缘和半导体衬底之间边界附近的应力并且防止由应力造成的诸如微裂缝的缺陷的出现。
发明内容
[0022] 根据本发明的太阳能电池组件是如此构造的，使得焊料不与沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离边缘预定距离的部分接触，从而使该部分与填料直接接触，由内部引线连接的太阳能电池被密封在所述填料中。
[0023] 沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离边缘预定距离的部分涂布有涂料构件，例如阻焊剂，使得涂料构件可以与填料直接接触。
[0024] 通过这些构造，该部分直接或者通过涂料构件涂布有填料，代替涂布有具有高刚性的焊料，使得容易减小施加到该部分的应力。因此，可以降低施加到太阳能电池中衬底表面和汇流条电极边缘之间边界附近的拉伸应力。因此，可以防止在汇流条电极附近的衬底中出现诸如微裂缝的缺陷，使得可以在随后的过程中防止裂纹。在将太阳能电池安装在室外的情况下，由于每天的温度循环造成的应力不集中在电极附近。因此，即使长期使用太阳能电池，汇流条电极附近的部分也很难破裂。
[0025] 特别是在其中沿着汇流条电极纵向的边缘和向内离该边缘预定距离的部分涂布有涂料构件的构造中，当将内部引线热焊接到汇流条电极时，汇流条电极中的部分涂布有涂料构件，从而消除了焊料流动到该部分以覆盖该部分的可能性。
[0026] 如果将汇流条电极在其横向中心部分用焊料连接到内部引线，则焊料总是存在，特别是在汇流条电极的中心部分，使得其连接到内部引线，从而提高连接的可靠性。
[0027] 如果内部引线的宽度小于汇流条电极的宽度，则当将内部引线热焊接到汇流条电极时，内部引线中的焊料可能难以流动到汇流条电极边缘中。
[0028] 太阳能电池包含多个指状电极，所述指状电极的至少一个末端被连接到汇流条电极。如果使内部引线在整个长度上与填料直接接触，使得指状电极和内部引线相互不是用焊料连接的，则可以限制指状电极和衬底表面之间的应力集中，从而使得可以防止衬底中出现诸如微裂缝的缺陷。
[0029] 指状电极连接到汇流条电极的一端可以涂布有涂料构件。如此，如果在将内部引线热焊接到汇流条电极上的情况下连接内部引线的位置被移动，所述的指状电极的一端覆盖有涂料构件，从而使得可以防止指状电极和内部引线相互与焊料连接。
[0030] 如果指状电极中的涂料构件还在汇流条电极起涂料构件作用，则指状电极和汇流条电极可以在一个工序中被涂布，从而使得可以降低太阳能电池组件的制造成本。
[0031] 如果指状电极中的涂料构件是阻焊剂，则易于减小应力，因而可以相当容易地形成涂料构件。
[0032] 在根据本发明的太阳能电池组件中，用于连接内部引线和汇流条电极的焊料含有Sn，并且满足以下式：
[0033] ∑(ViWi)＜2.8(％)
[0034] (i表示组成焊料的元素的种数，Vi表示组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi表示组成焊料的每种元素的重量百分比(将总量取作1)，并且总和∑为1～i)[0035] 上式中的值是组成焊料的元素凝固时的收缩系数(％)乘以元素的重量百分比的总和，并且是相对于由这些元素组合组成的焊料凝固时的收缩系数的值。
[0036] 组成焊料的每种元素凝固时收缩系数Vi用当从熔化状态向固体状态的相变发生时，元素体积变化时的比率(V1-V2)/V表示(V1：熔化时的体积，V2：固态时的体积)。收缩系数Vi当其是正值时表示体积减小，而当其是负值时表示体积增加。本发明中，收缩系数可以取负值，即元素的体积可以增加。
[0037] 如果将使用铜箔作为基材的内部引线和汇流条电极用满足所述范围的焊料相互连接，则焊料凝固时的收缩程度减小，因而与使用常规焊料的相比，可以减小施加到汇流条电极的应力。因此，可以防止在汇流条电极附近的衬底中出现诸如微裂缝的缺陷，因而可以防止随后工序中的裂纹。在将太阳能电池安装在室外的情况下，由每天的温度循环造成的应力不集中在电极附近。因此，即使长期使用太阳能电池，汇流条电极也很难破裂。
[0038] 优选焊料含有Bi。Bi是凝固时体积增加的材料，即其凝固时的收缩系数为负值。因此，涉及含有Bi的焊料的收缩系数的上式∑(ViWi)的值减小，从而可以降低应力。此外，可以放松诸如工作温度的条件。
[0039] 此外，在Bi含量为3～85重量％的情况下，可以最令人满意地减小应力。
[0040] 理想的是当汇流条电极主要由Ag组成时，焊料含有0.5～6.5重量％的Ag。通过这样的构造，汇流条电极对焊料的可湿性得以提高。因此，即使使用Ag，也可以限制Ag被焊料浸出的现象，从而使得可以提高焊料的连接的可靠性。
[0041] 根据本发明的太阳能电池组件包含用于连接外部引线的连接配线，所述外部引线连接到多个太阳能电池的末端，所述多个太阳能电池通过内部引线相互连接。外部引线和连接配线是用主要由锡、银和铜组成的焊料相互电连接的。汇流条电极和内部引线是用主要由锡、铋和银组成的焊料相互电连接的。
[0042] 主要由锡、银和铜组成的焊料具有高连接强度。因此，即使将由温度循环造成的应力施加到外部引线和连接配线之间的焊接部分上，在该部分也不出现裂缝或断口。由锡、银和铜组成的焊料在凝固时极大地收缩。具有这种组成的焊料仅用于接近太阳能电池组件末端的太阳能电池中，以及用在太阳能电池的光接收表面和背表面中任一个的侧面上。因此，当将压力施加到在随后太阳能电池组件制造工序中连接的太阳能电池时，太阳能电池也几乎不破裂或碎裂。
[0043] 用于在太阳能电池中将内部引线和汇流条电极相互连接的焊料主要由锡、铋和银组成。这种焊料在凝固时几乎不收缩。因此，当通过焊接连接汇流条电极时，太阳能电池不翘曲。在随后的太阳能电池组件制造工序中，即使当压力施加到太阳能电池上时，太阳能电池也几乎不破裂或碎裂。
[0044] 如果主要由锡、银和铜组成的焊料的组成是1.0～5.0重量％的银、0.4～7.0重量％的铜和剩余重量百分比的锡，即使施加由温度循环造成的应力，也可以使减小裂缝或断口发生的效果更可靠。
[0045] 如果主要由锡、铋和铜组成的焊料的组成是20～60重量％的铋、0.5～5重量％的银和剩余重量百分比的锡，可以使减少由焊接后凝固时收缩造成的翘曲的出现的效果变得更加可靠。
[0047] 图1是显示构成根据本发明的太阳能电池组件的太阳能电池X的横截面构造的视图。
[0048] 图2(a)是显示太阳能电池光接收表面侧(表面)上的电极形状的一个实例的平面图。
[0049] 图2(b)是显示太阳能电池非光接收表面侧(背表面)上的电极形状的一个实例的平面图。
[0050] 图3(a)是通过组合太阳能电池X而构造的太阳能电池组件Y的横截面视图。
[0051] 图3(b)是太阳能电池组件Y的局部放大截面图。
[0052] 图4是显示构成太阳能电池组件的太阳能电池中的连接状态的视图。
[0053] 图5是太阳能电池沿着图3(b)中所示的A-A线的横截面视图。
[0054] 图6是在太阳能电池另一实施方案中沿着图3(b)中所示的A-A线的横截面视图。
[0055] 图7(a)是太阳能电池从图2(a)中所示的D-D方向观看的局部横截面视图。
[0056] 图7(b)是从显示太阳能电池另一构造的图2(a)中所示的D-D方向观看的局部横截面视图。
[0057] 图8(a)是图2(a)中所示部分C的局部放大平面图。
[0058] 图8(b)是显示太阳能电池另一结构的图2(a)中所示部分C的局部放大平面图。
[0059] 图9是普通太阳能电池X中沿着图2(b)中所示的A-A线的横截面视图。
[0060] 实施本发明的最佳方式
[0061] 下面将基于附图详细描述根据本发明的太阳能电池组件。
[0062] 图1是显示构成根据本发明的太阳能电池组件的太阳能电池X的横截面构造图。
[0063] 图1中，参考数字1表示作为半导体衬底的p-型硅衬底，参考数字1a表示p-型硅衬底1中的n-型扩散层，参考数字2表示形成在p-型硅衬底1表面上的抗反射膜，并且参考数字3表示半导体结表面。
[0064] 参考数字4a表示背表面汇流条电极，参考数字4b表示背表面集电电极，参考数字5a表示表面汇流条电极，并且参考数字5b表示表面指状电极(参见图2(a))。在某些情况下，表面汇流条电极5a和表面指状电极5b可以统称为“表面电极5”。在某些情况下，背表面汇流条电极4a和背表面集电电极4b可以统称为“背表面电极4”。
[0065] 此处，将要描述太阳能电池X的制造方法。首先，制备由p-型半导体如单晶硅或16 18 3
多晶硅组成的硅衬底1。硅衬底1是含有约1×10 ～1×10 个原子/cm 的半导体杂质如硼(B)并且电阻率为约1.0～2.0Ω·cm的衬底。当硅衬底1是单晶硅衬底时，其是通过上拉(pull-up)方法等形成的，而当硅衬底1是多晶硅衬底时，其是通过铸造方法等形成的。多晶硅衬底可以大量生产，在制造成本方面比单晶硅衬底更具优势。
多晶硅组成的硅衬底1。硅衬底1是含有约1×10 ～1×10 个原子/cm 的半导体杂质如硼(B)并且电阻率为约1.0～2.0Ω·cm的衬底。当硅衬底1是单晶硅衬底时，其是通过上拉(pull-up)方法等形成的，而当硅衬底1是多晶硅衬底时，其是通过铸造方法等形成的。多晶硅衬底可以大量生产，在制造成本方面比单晶硅衬底更具优势。
[0066] 将通过上拉方法或铸造方法形成的半导体晶锭切成尺寸为约10cm×10cm～15cm×15cm并且切片成厚度为约300μm，以形成硅衬底1。然后，为了清洗硅衬底1的切割表面，使用氢氟酸、氟硝酸(fluorine nitricacid)等痕量蚀刻其表面。
[0067] 然后将硅衬底1安置在扩散炉中，并且在包含杂质元素如三氯氧化磷(POCl3)的气体热处理，从而使磷原子扩散在硅衬底1表面上形成薄膜电阻为约30～300Ω/□的n-型扩散层1a。n-型扩散层1a和组成硅衬底1的p-型半导体之间的边界表面是半导体结表面3。
[0068] 仅在硅衬底1表面上留下n-型扩散层1a，除去其它部分，随后用离子水清洗。用以下方法除去n-型扩散层1a：将抗蚀剂膜涂布在硅衬底1表面上，并且使用氢氟酸和硝酸的混和液体蚀刻掉硅衬底1背表面上的n-型扩散层1a。在蚀刻除去n-型扩散层1a后，除去抗蚀剂膜。
[0069] 此外，在硅衬底1表面上形成抗反射膜2。例如，抗反射膜2由氮化硅膜组成。氮化硅膜是通过采用辉光放电分解将硅烷(SiH4)和氨(NH3)的混和气体转变成等离子体并且沉积硅衬底1而形成的。该方法称作等离子体CVD法。考虑到与硅衬底1的折射率差别，形成抗反射膜2，使得其折射率为约1.8～2.3，并且形成的厚度为约500～1000 抗反射膜2当其形成时具有钝化效果，并且连同抗反射功能具有改善太阳能电池电性能的效果。
[0070] 将表面电极5和背表面电极4分别形成在硅衬底1的表面和背表面上。
[0071] 图2(a)是显示太阳能电池X光接收表面侧(表面)上的电极形状的视图，图2(b)是显示太阳能电池X非光接收表面侧(背表面)上的电极形状的视图。
[0072] 如图2(a)所示，表面电极5包含用于从表面引出输出的表面汇流条电极5a和垂直于其提供的用于集电的表面指状电极5b。
[0073] 如图2(b)所示，例如，背表面电极4包含背表面汇流条电极4a和以固体形状形成的背表面集电电极4b。
[0074] 为了制造表面汇流条电极5a、背表面汇流条电极4a和表面指状电极5b，制备银膏，所述的银膏是通过将10～30重量份和0.1～5重量份的有机载体和玻璃粉(glass flit)分别加入到100重量份的银粉中而以膏状制备的。蚀刻掉其中形成有抗反射膜2的硅衬底1的对应于表面电极5的部分，通过例如丝网印刷法将银膏印刷在其上，干燥，然后在600～800℃的温度下烧结1～30分钟。银膏可以首先通过称作过烧(fire through)的方法在抗反射膜2上直接焙烧。
[0075] 然后形成背表面集电电极4b，使其在至少背表面汇流条电极4a边缘部分的顶部。
[0076] 至于背表面集电电极4b，制备铝膏，所述的铝膏是通过将10～30重量份和0.1～5重量份的有机载体和玻璃粉分别加入到100重量份的铝粉中而以膏状制备的。通过例如丝网印刷法将铝膏印刷在至少包括硅衬底1的背表面汇流条电极4a边缘部分的部分上，并且干燥。在干燥后，在600～800℃的温度下烧结铝膏约1～30分钟，从而焙烧在硅衬底1上的铝。从而，形成背表面集电电极4b。烧结时，可以防止铝分散到硅衬底1中以重组背表面上产生的载流子。
[0077] 可以以相反的次序形成背表面汇流条电极4a和背表面集电电极4b。此外，背表面电极4可以不具有上述结构，而是具有包含汇流条电极和指状电极的结构，所述的指状电极类似于表面电极5，主要由银组成。
[0078] 由于由一个用上述方式制造的太阳能电池产生的电能低，必须将多个太阳能电池串连和并联，以引出实际的电输出。通过多个太阳能电池串连和并联连接而构造的组件称作太阳能电池组件。
[0079] 太阳能电池组件Y的横截面视图示于图3(a)中。
[0080] 如图3(a)所示，多个太阳能电池X通过内部引线8相互电连接，并且置于透明面板9和背表面保护材料11之间。将主要由乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等组成的填料10气密性地密封于透明面板9和背表面保护材料11之间。最末端太阳能电池X通过外部引线12连接到连接配线13上。
[0081] 图3(b)是图3(a)中所示的太阳能电池组件Y内部构造的局部放大图。多个太阳能电池X用X1、X2和X3表示。
[0082] 如图3(b)所示，太阳能电池X1中的表面汇流条电极5a和相邻太阳能电池X2中的背表面汇流条电极4a通过内部引线8相互连接，并且太阳能电池X2中的表面汇流条电极5a和相邻太阳能电池X3中的背表面汇流条电极4a通过内部引线8相互连接。以这种方式，将多个太阳能电池X相互串连电连接。
[0084] 内部引线8和外部引线12的实例是通过将铜箔切割成预定的长度而获得的引线，所述铜箔的厚度约100～300μm，其整个表面涂布有厚度为20～70μm的焊料。
[0085] 图4是显示太阳能电池组件Y中连接状态的平面图。图4举例说明了两个串通过连接配线13串连连接的状态，其中每个串中含有如上所述的以串连方式线性连接的多个太阳能电池X。图4中，连接配线13将在串的相应端的外部引线12相互连接。
[0086] 本发明中，理想的是太阳能电池X中的内部引线8和汇流条电极4a和5a不是通过预先用焊料涂布汇流条电极4a和5a的表面，而是通过将焊料熔化在内部引线8的顶表面上而相互连接的。
[0087] 因此，在汇流条电极4a和5a表面没有涂布焊料并且熔化内部引线8的焊料以实现连接的前提下继续描述。
[0088] 图5是沿着图3(b)中所示的A-A线的横截面视图。该横截面视图是通过放大主要部件的大小而绘制的，以使构造容易理解，其尺寸比率与实际的尺寸比率不同。
[0089] 如图5的横截面视图所示，本发明中，沿着背表面汇流条电极4a和/或表面汇流条电极5a纵向的边缘和距所述边缘向内预定距离a的部分F没有涂布焊料6，而是与填料10直接接触。尽管汇流条电极4a和5a的整个表面已经按照常规涂布有高刚性的焊料6，但是在本发明中取而代之的是用填料10涂布部分F。因此，容易减小施加到汇流条电极4a和5a上的应力。因此，可以减小施加在沿着汇流条电极4a和5a纵向的边缘和硅衬底1表面之间的边界附近的拉伸应力，并且限制在硅衬底1上的应力集中。这可以预防在汇流条电极4a和5a附近的硅衬底1中出现诸如微裂缝的缺陷，从而可以在随后制造工序中防止裂纹。
[0090] 为了使汇流条电极4a和5a的前部F不如此被焊料所涂布，当汇流条电极4a和5a通过内部引线8相互连接时，可以将内部引线8只焊接在汇流条电极4a和5a的中心部分。例如，如果内部引线的宽度8小于汇流条电极的宽度4a和5a，则当将内部引线8热焊接到汇流条电极4a和5a上时，可以使沿着汇流条电极4a和5a纵向的边缘和向内距边缘预定距离的部分F难以被焊料6覆盖。
[0091] 此外，将焊剂应用在背表面汇流条电极4a和/或表面汇流条电极5a的中心部分，并且不将焊剂应用在部分F，因而汇流条电极4a和5a中心部分可以被焊料6涂布而部分F不被焊料6涂布。
[0092] 备选地，可以只将汇流条电极4a和5a的中心部分预先用焊料涂布。
[0093] 本发明中，理想的是距沿着汇流条电极纵向与填料直接接触的边缘向内预定距离的部分F离汇流条电极边缘的长度a不小于50μm，以减小拉伸应力。
[0094] 如果长度a太长，难以确保汇流条电极4a和5a和内部引线8之间的连接。即，理想的是将汇流条电极4a和5a至少在它们的中心部分连接到内部引线8，以充分获得汇流条电极和内部引线之间的连接强度。因此，长度a的上限值根据汇流条电极的大小等而变化，而不是唯一确定的。但是，在稍后描述的实施例中的汇流条电极(其宽度约2mm)情况下，上限值可以是宽度的1/4(即，在汇流条电极的宽度约为2mm的情况下，500μm)。
[0095] 最后，沿着汇流条电极纵向的边缘和向内距边缘预定距离的部分F的长度a可以满足下面的表达式：
[0096] 50μm＜a＜(汇流条电极的宽度的1/4)
[0097] 当将内部引线8和汇流条电极4a和5a在中心部分连接时，不是所有的中心部分都必须连接的。
[0098] 在一些情况下，可能难以明确地判断衬底和电极之间的边界，因为类似于用印刷和烧结方法形成的电极的边缘，电极的边缘变薄。在这种情况下，通过将硅衬底1最末端表面上的主要组分是形成电极的材料的部分取作边缘，部分F的长度a可以在上述范围内。
[0099] 图6举例说明了内部引线8和汇流条电极4a和5a之间的另一连接结构。类似于图5，图6也是沿着图3(b)中所示的A-A线的横截面视图。
[0100] 在该实施方案中沿着背表面汇流条电极4a和/或表面汇流条电极5a纵向的边缘和向内距边缘预定距离的部分F涂布有阻焊剂7。部分F与填料10以其中阻焊剂7插入在它们之间的状态接触。
[0102] 由于部分F是通过阻焊剂7与填料10接触的，部分F涂布有阻焊剂7和填料10，而不是如在常规实例中用具有高刚性的焊料6涂布汇流条电极4a和5a的整个上表面。因此，可以减小施加到汇流条电极4a和5a边缘和硅衬底1表面之间的边界附近的拉伸应力，并且减轻在硅衬底1上的应力集中，从而使得可以防止位于汇流条电极4a和5a下的硅衬底1中的诸如微裂缝的缺陷的出现。
[0103] 为了实现如图6中所示的连接，将沿着汇流条电极4a和5a纵向的边缘和向内距边缘预定距离a的部分F预先涂布阻焊剂7，然后将涂布有焊料的内部引线8热焊接到汇流条电极4a和5a上。因此，即使焊料6从内部引线8流动进入汇流条电极4a和5a，焊料6也不覆盖汇流条电极4a和5a的边缘。
[0104] 如果使内部引线8的宽度小于背表面汇流条电极4a和/或表面汇流条电极5a的宽度，则当将内部引线8热焊接到汇流条电极4a和5a上时，汇流条电极4a和5a的部分F可能难以被内部引线8中的焊料6覆盖。
[0105] 此外，通过在背表面汇流条电极4a和/或表面汇流条电极5a的中心部分涂布焊剂，而不在其部分F上涂布焊剂，可以用焊料6覆盖中心部分而部分F可以不被焊料6覆盖。
[0106] 下面描述根据本发明的太阳能电池组件中内部引线8和表面指状电极5b之间的连接结构。
[0107] 图7(a)和7(b)是从图2(a)中所示的D-D方向观看的部分横截面视图，并且将内部引线8连接到太阳能电池的表面。表面指状电极5b是以纵向切割形式举例说明的。
[0108] 如图2(a)所示，太阳能电池组件具有在垂直于表面汇流条电极5a方向上延伸的多个表面指状电极5b。表面指状电极5b至少一个末端连接到表面汇流条电极5a。
[0109] 本发明的特征在于，表面指状电极5b和内部引线8不是直接相互连接的。包括表面指状电极5b和内部引线8的区域在图7(a)和7(b)是由“E”表示的。
[0110] 在区域E中，内部引线8和表面指状电极5b可以仅仅相互接触。内部引线8和表面指状电极5b可以相互隔开预定距离，所述预定距离根据每个构件的形状和排列状态而确定。在形成太阳能电池组件时用填料10气密性地密封内部引线8和表面指状电极5b的方法中，内部引线8和表面指状电极5b可以通过流动的填料10如EVA相互隔开。但是，内部引线8和表面指状电极5b必须不用焊料相互连接。
[0112] 如图7(a)所示，将内部引线8和表面汇流条电极5a相互电连接的焊料6存在于内部引线8和表面汇流条电极5a之间。但是，内部引线8和表面指状电极5b不是用焊料直接相互连接的。由于内部引线8和表面指状电极5b不是用焊料相互连接的，可以限制在表面指状电极5b和硅衬底1表面之间的应力集中，从而可以在硅衬底1中出现诸如微裂缝的缺陷。
[0113] 为了实现内部引线8和表面指状电极5b相互不是用焊料连接的状态，例如，当使用内部引线8，通过熔化焊料将多个太阳能电池相互热焊接时，可以将焊剂预先涂覆在希望连接的表面汇流条电极5a上，并且不将焊剂涂覆在表面指状电极5b上。将涂布焊剂的部分通过加热进行表面活化，并且除去氧化膜，以改善对焊料的可湿性。另一方面，在没有涂布焊料的部分，表面氧化膜不能被除去，因而对焊料的可湿性差。因此，如果没有焊剂涂覆在表面指状电极5b，可以获得其中内部引线8和表面指状电极5b没有用焊料相互连接的本发明构造。特别是，通过连接其中电极表面没有涂布焊料的所谓的无焊料型太阳能电池，产生清楚的效果。
[0114] 可以将焊料粘附到表面指状电极5b本身。如果内部引线8和表面指状电极5b不用焊料相互连接，则产生本发明的效果。
[0115] 如图7(b)中所示，用于涂布表面指状电极5b和表面汇流条电极5a的涂料构件14可以提供于部分E’中，其中将表面指状电极5b连接到表面汇流条电极5a，使得内部引线8和表面指状电极5b不用焊料相互连接。
[0116] 图8(a)是图2(a)中所示部分C的局部放大平面图。
[0117] 如图8(a)中所示，其中表面指状电极5b连接到表面汇流条电极5a的部分涂布有涂料构件14。
[0118] 图8(b)是显示这样一种状态的平面图，其中将表面指状电极5b连接到表面汇流条电极5a的部分而且沿着表面汇流条电极5a纵向的整个边缘都用涂料构件14’涂布。
[0119] 在提供涂料构件14或14’以热焊接内部引线8到表面汇流条电极5a上的情况下，如图7(a)和7(b)所示，即使连接内部引线8的位置被移动了，部分表面指状电极5b仍覆盖有涂料构件14，从而可以防止表面指状电极5b和内部引线8用焊料相互连接。因此，可以限制表面指状电极5b和衬底1表面之间的应力集中，从而使得可以防止硅衬底1中出现诸如微裂缝的缺陷。
[0120] 理想的是，涂料构件14是由耐热树脂组成，因为在形成太阳能电池组件的过程中热施加其上。特别是，如果使用阻焊剂，表面指状电极5b通过涂料构件14被填料涂布，所述的涂料构件14是阻焊剂。结果，容易减小应力。
[0121] 此外，阻焊剂是理想的，因为其使用使得通过印刷或照相平版印刷可以相当容易地使涂料构件具有预定形状，并且其具有耐焊料性。
[0122] 当涂料构件14’以图8(b)的形状形成时，涂料构件14’可以同时具有用于涂布沿着表面汇流条电极5a边缘的部分的阻焊剂7的功能，该功能详细描述于图6中。因此，这在成本上是理想的，因为涂料构件14’可以与阻焊剂7同时形成，因而可以减少工序的数量。
[0123] 理想的是，提供涂料构件14或14’的区域的长度s在距将表面指状电极5b连接到表面汇流条电极5a一端不超过5mm的范围内。原因在于，如果长度s超过该范围，因堵塞光辐照区域而降低转化效率的作用变得显著。至于长度s的下限值，可以这样设置该下限值，使得用焊料连接内部引线8的装置(桶连接装置)的位置精确度的范围，即其中内部引线8可以移动以突出的范围被涂料构件可靠地涂布。
[0124] 尽管是将图7和8中所述的指状电极限制在所述的表面上进行描述的，理想的是当背表面上的电极是汇流条电极和主要由银组成的指状电极时，类似于表面上的电极，指状电极和内部引线是以与表面上的电极完全相同的方式不是用焊料相互连接的。
[0125] 下面描述根据本发明的太阳能电池组件中用于将内部引线8和背表面汇流条电极4a相互连接并且将内部引线8和表面汇流条电极5a相互连接的焊料的组成。
[0126] 内部引线8是厚度约100～300μm的铜箔，并且其整个表面涂布有厚度约20～70μm的焊料。
[0127] 本发明中，选择作为用于涂布内部引线8的焊料的是满足∑(ViWi)＜2.8(％)的Sn基焊料。此处，i表示组成焊料的元素的种数，Vi表示组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi表示组成焊料的每种元素的重量百分比(将总量取作1)，并且总和∑为1～i。上式中的值是组成焊料的元素相应的重量百分比乘以凝固时的收缩系数(％)的总和，所述收缩系数(％)是发生元素从熔化到固态的相变情况下的体积变化。
[0128] 上式中的值是相对于由这些元素组合组成的焊料凝固时的收缩系数的值。
[0129] 表1示出了公知的单种元素凝固时的收缩系数。
[0130] [表1]
[0131]元素 凝固时的收缩系数(％)
Ag 3.80
Al 6.00
Au 5.10
Bi -3.35
Cu 4.15
Fe 3.00
Hg 3.70
Li 1.65
Mg 4.10
Na 2.50
Ni 4.47
Pb 3.50
Si -9.60
Sn 2.80
Ti 3.65
Zn 4.20
Ag 3.80
Al 6.00
Au 5.10
Bi -3.35
Cu 4.15
Fe 3.00
Hg 3.70
Li 1.65
Mg 4.10
Na 2.50
Ni 4.47
Pb 3.50
Si -9.60
Sn 2.80
Ti 3.65
Zn 4.20
[0132] 例如，通常使用的Sn-Pb基焊料是通过以约6比4的重量比率混和Sn和Pb而获得的合金，并且在不小于共晶点即约183℃的温度下熔化。从表1，Sn凝固时的收缩系数为2.8％，并且Pb凝固时的收缩系数为3.5％，因而上式∑(ViWi)＝2.8×0.6+3.5×0.4＝
3.08(％)(在本发明范围外的值)。
3.08(％)(在本发明范围外的值)。
[0133] 内部引线8使用铜箔(线性膨胀系数：1.62×10-5/K)作为基材，并且在工作温度即200℃附近通过热焊接如热空气焊接而连接到汇流条电极4a和5a。内部引线8当其冷却到室温(约20℃)时仅收缩约0.3％。将常规使用的Sn-Pb基焊料凝固时的收缩加入其中，并且将内部应力储存在焊料中，这导致太阳能电池中汇流条电极4a和5a和半导体衬底1之间强度最低的边界附近中出现微裂缝。
[0134] 另一方面，通过选择具有冷却时焊料凝固时满足上述的关系∑(ViWi)＜2.8的组成的焊料，根据本发明的内部引线8降低了收缩系数。结果，减轻了汇流条电极4a和5a和半导体衬底1表面之间的边界附近中的拉伸应力，从而可以防止由每天的温度循环应力造成的太阳能电池组件中电极附近的裂缝。
[0135] 认为本发明产生这样的效果的原因如下。
[0136] 首先，在内部引线8中用作基材的铜箔的收缩系数非常低，即约为焊料凝固时的收缩系数的1/10。在焊料温度从熔点(例如，200℃，即工作温度)降低到共晶点(183℃)的期间，焊料凝固时的畸变能应当在焊料附近被正常消耗而不贮存。但是，当焊料温度接近共晶点时焊料的粘度逐渐升高，或者熔体略微偏离完全的共晶组成，因而熔体和沉积的晶体共存。因此，尽管发生从熔体向固体的相变，但是由凝固时的收缩造成的畸变能没有被完全吸收而被储存。
[0137] 据认为由焊料凝固时收缩造成的畸变被加入到由内部引线8冷却时收缩造成的畸变中。由于存在硬和易碎的金属间化合物，例如，作为内部引线8基材的铜与焊料的组分(Sn)反应后在界面上形成η相(Cu6Sn5)或ε相(Cu3Sn)，也有阻碍应力减小的可能性。
[0138] 上式(ViWi)中的值是组成焊料的元素各自的重量百分比乘以元素凝固时的收缩系数(％)的总和，并且是在假设组成焊料的元素中保持线性关系时发现的有效值。由于实际焊料是例如取代型固溶体的共晶合金，并且部分金属元素由于组成的轻微变化而离析，线性关系不是严格保持。但是，作为试验的结果，本发明的发明人发现，在将由所述元素的组合组成的焊料在本发明范围内凝固的情况下，有效值与收缩系数非常相关。即使不进行实际测量，该值也比较，从而使得可以判断焊料是否适合用于本发明。
[0139] 满足上述条件的焊料可以在具有含有Sn的组成的焊料中选出具有其中获得合适熔点的元素的组合同时参考表1的焊料，如Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Bi、Sn-Bi-Ag、Sn-Cu-Bi、Sn-Cu、Sn-Zn-Bi和Sn-Sb基焊料。
[0140] 特别理想的是在具有上述组合的焊料中含有Bi的焊料。原因在于，Bi是类似于水等在凝固时体积增加(-3.35％)的材料，因此通过在上述焊料中含有Bi以满足涉及凝固时收缩系数的上式∑(ViWi)＜2.8的关系，可以降低凝固时的收缩系数。
[0141] 这些材料中，与Sn一起形成焊料合金的凝固时体积增加的材料，除了Bi外是未知的，因而在不含Bi的构造中要求相当精细的组成。容易的是含有Bi以获得不含Pb的焊料，从而可以提供考虑自然环境的太阳能电池组件。
[0142] 理想的是Bi的含量为整个焊料的3～85重量％。在上述范围内，可以最令人满意地减小应力。此外，因为在Sn和Bi之间形成共晶成分，可以降低工作温度。
[0143] 理想的是，在使用主要由低电阻的Ag组成的背表面汇流条电极4a和表面汇流条电极5a的情况下，焊料含0.5～6.5重量％的Ag。原因在于，通过在焊料中含有Ag可以限制在工作过程中在焊料中获得银(Ag)的Ag浸析现象，从而提高焊料连接的可靠性。
[0144] 当焊料中Ag含量小于0.5重量％时，不能有效获得改善可湿性的效果，而如果Ag超过6.5重量％，则在焊料和汇流条电极5a及4a的界面中易碎的Ag3Sn沉积量增加，因而焊料抗冲击能力变弱。因此，理想的是Ag的含量不小于0.5重量％或不大于6.5重量％。
[0145] 如上所述，理想的是用作内部引线8的是涂布除微量杂质外主要由锡、铋和银组成的的焊料的引线。
[0146] 在不含铅的焊料中，由锡、铋和银组成的焊料的熔点比较低，并且在冷却后凝固时几乎不收缩。因此，内部引线8和衬底1之间的热膨胀差异小，并且通过凝固时收缩焊接后几乎不翘曲。
[0147] 为了制造这样的内部引线8，将铜箔等预先浸渍在焊料桶中，以使铜箔的一个表面涂布有厚度约20～70微米的焊料，并且将铜箔切割为合适的长度。
[0148] 由锡、铋和银的焊料的组成是20～60重量％的铋，0.5～5重量％的银和剩余重量百分比的锡(例如，42重量％的锡，57重量％的铋和1重量％的银)。
[0149] 因此，根据本发明，通过选择焊料组成使凝固时的收缩系数小，可以减小施加到汇流条电极5a和4a的末端与硅衬底1表面之间边界附近的拉伸应力，并且限制应力集中。因此，可以防止汇流条电极5a和4a附近的硅衬底1中诸如微裂缝的缺陷的出现。在将太阳能电池安装在室外的情况下，由每天的温度循环造成的应力不集中在汇流条电极附近，因而即使长期使用太阳能电池，汇流条电极也不破裂。
[0150] 此外，如果假设涂布内部引线8的焊料是Bi，其可以是不含Pb的焊料，从而可以提供考虑自然环境的太阳能电池组件。
[0151] 虽然在上述描述中没有具体说明，本发明中，太阳能电池X中汇流条电极5a和4a的表面预先没有涂布焊料而是涂布焊剂，通过熔化内部引线8表面的焊料，可以相互连接太阳能电池X中汇流条电极5a、4a和内部引线8。
[0152] 下面描述用于连接在使用图4描述的串之间的连接配线13的焊料的组成。
[0153] 尽管连接配线13是由具有良好导电性的金属如银、铜、铝或铁制造的，但是考虑到其导电性和用焊料涂布的容易度，它适合用铜制造。尽管连接配线13的厚度和宽度是考虑例如太阳能电池组件的输出而确定的，但是在许多情况下下厚度和宽度分别为约0.2～1.0mm和3～8mm。
[0154] 理想的是，基本上整个连接配线13表面预先涂布有主要由锡、银和铜组成的焊料。
[0155] 更具体而言，组成为1.0～5.0重量％的银、0.4～7.0重量％的铜和剩余重量百分比的锡的焊料是有效的，因为它产生大的效果。
[0156] 例如，使用焊料(a)98.5％的锡、1％的银和0.5％的铜，(b)97.5％的锡、2％的银和0.5％的铜，(3)95％的锡、1％的银和4％的铜，(4)96.5％的锡、3％的银和0.5％的铜，以及(5)92％的锡、2％的银和6％的铜。
[0157] 其原因在于，主要由锡、银和铜组成的焊料具有高连接强度，因而即使将由温度循环造成的应力施加到外部引线12和连接配线13的焊接部分，接合部分也几乎不破裂或断裂。因此，可以防止太阳能电池组件输出下降。
[0158] 由锡、银和铜组成的焊料具有较高的上式∑(ViWi)的值或者凝固时的收缩系数。但是，即使在连接配线13中使用由锡、银和铜组成的焊料，连接到连接配线13的部分也只是在焊料电池元件的正面或背面的外部引线12。因此，太阳能电池很难破裂或碎裂。
[0159] 用以下方法使用外部引线12和连接配线13：将铜箔等预先浸渍在焊料桶中，以使铜箔的一个表面涂布有厚度约20～70微米的焊料，并且将铜箔切割为合适的长度。
[0160] 本发明的实施方案不仅限于上述实例。可以在不偏离本发明要旨的范围内进行各种变化。
[0161] 例如，汇流条电极和指状电极的数量或图形不限于上述的那些。汇流条电极连接到内部引线，并且连接到汇流条电极的电极是用于收集电能的指状电极。
[0162] 尽管是通过其中将表面指状电极5b的一端连接到表面汇流条电极5a以便随后与其垂直的实例进行描述的，但是它可以从倾斜方向连接，而不与其垂直。此外，可以将表面指状电极5b两端都连接到表面汇流条电极5a以具有闭合的形状。
[0163] 尽管描述是对使用p-型硅衬底的太阳能电池进行的，即使在使用n-型硅衬底的情况下，如果将描述中的极性颠倒，也可以通过相同的方法获得本发明的构造。尽管描述的是单结型太阳能电池的情况，本发明还可应用于其中在主衬底上堆垛半导体多层膜的多结型太阳能电池。
[0164] 尽管描述是以使用铸造方法的多晶硅衬底为例进行的，但是衬底不必限于使用铸造方法的衬底。组成衬底的材料不必限于多晶硅或者不限于硅材料。通常它可以应用于半导体。即，本发明还可用于使用化合物和有机半导体的太阳能电池。
[0165] <实施例1>
[0166] 将外部形状为15cm×15cm并且相对电阻为1.5Ω·cm的p-型多晶硅衬底1表面上的损伤层用碱蚀刻并且清洗。然后将硅衬底1安置在扩散炉中，并且在三氯氧化磷(POCl3)17 3
中加热，从而使磷原子扩散在硅衬底1表面上以具有1×10 个原子/cm 的浓度，形成n-型扩散层1a。在其上通过等离子体CVD法形成起抗反射膜2作用的厚度为850 的氮化硅膜。
中加热，从而使磷原子扩散在硅衬底1表面上以具有1×10 个原子/cm 的浓度，形成n-型扩散层1a。在其上通过等离子体CVD法形成起抗反射膜2作用的厚度为850 的氮化硅膜。
[0167] 为了在硅衬底1背表面上形成背表面集电电极4b，将通过将20重量份和3重量份的有机载体和玻璃粉分别加入到100重量份的铝粉中以膏状制备的铝膏通过丝网印刷法涂覆并且干燥。为了在硅衬底1背表面上形成背汇流条电极4a并且在其表面形成表面电极5(表面汇流条电极5a和表面指状电极5b)，将通过将20重量份和3重量份的有机载体和玻璃粉分别加入到100重量份的铝粉中以膏状制备的铝膏通过丝网印刷法涂覆并且干燥，随后在750℃焙烧15分钟，以在表面和背表面同时形成表面汇流条电极5a和背表面汇流条电极4a，使其宽度为2mm。
[0168] 此处，至于样品No.1，将阻焊剂7印刷在包括表面汇流条电极5a边缘的部分F上并且干燥，通过浸渍方法用焊料6涂布电极，以形成图7所示的太阳能电池。
[0169] 至于样品No.2，在不使用阻焊剂7的情况下，通过浸渍方法，类似地用焊料6涂布表面汇流条电极5a的整个表面，以形成图9所示的常规形式的太阳能电池。使用Sn-3Ag-0.5Cu基无Pb焊料作为焊料6。
[0170] 至于样品No.3，使用分配器在不使用阻焊剂7的情况下，将焊料膏仅涂覆在汇流条电极4a和5a横向上的中心部分，形成太阳能电池。
[0171] 此外，至于样品No.4和No.5，制备其中电极未涂布有焊料6的样品。
[0172] 至于上述太阳能电池No.1～No.5，将由拥有厚度约30μm的焊料层、宽度为1.8mm并且厚度为200μm的铜箔制成的内部引线8通过热焊接如热空气焊接法粘附在汇流条电极4a和5a各自的整个长度上，以连接和配线太阳能电池。
[0173] 此时，在样品No.3和No.4中，只在内部引线8的中心部分用热焊接法固定。
[0174] 在样品No.5中，用作内部引线8的是宽度为2.2mm的引线，所述的宽度大于要连接的电极的宽度。将内部引线8热焊接到整个电极表面上。
[0175] 然后，通过下面的方法形成具有图3(a)所示横截面结构的太阳能电池组件：如图3(a)所示，如上所述地连接和配线太阳能电池，并且使用EVA(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)作为半透明面板9和背表面保护材料11之间的填料10密封所述的太阳能电池。
[0176] 对于太阳能电池，进行通过四点弯曲的断裂强度测试，以测定断裂强度(N)。
[0177] 此外，在太阳能电池组件Y中，检查密封在其中施加3000N/m2压力的静载荷测试中的太阳能电池中微裂缝的发生比率。“微裂缝的发生比率”是使用40倍功率的双筒显微镜检查的，并且表示用于静载荷测试的太阳能电池组件Y中出现微裂缝的太阳能电池X数量与所有太阳能电池X总数的比率。
[0178] 结果示于表2中。
[0179]
[0180] 样品No.1是具有本发明中图6所示构造的样品，其中阻焊剂7插入在沿着表面汇流条电极5a纵向的边缘和作为填料10的EVA之间。其断裂强度是25N，微裂缝发生率为0％，因此证实了本发明的效果。
[0181] 样品No.2是本发明范围外的样品，其中所有汇流条电极4a和5a的边缘涂布有焊料6，并且不与作为填料10的EVA直接接触或者不通过阻焊剂7与其接触。断裂强度为15N，微裂缝发生率为50％，该结果不令人满意。
[0182] 样品No.3是作为只用焊料6涂布汇流条电极4a和5a的中心部分以焊接内部引线8中心部分的结果而完成的太阳能电池组件。该样品具有根据本发明的图5所示的形状，其中汇流条电极的边缘和填料10相互直接接触。在这种情况下，太阳能电池的断裂强度为23N，微裂缝发生率为0％，从而证实本发明的效果。
[0183] 样品No.4是其中汇流条电极4a和5a没有涂布焊料6的样品。作为利用涂布内部引线8以焊接内部引线8中心部分的焊料的结果而完成的太阳能电池组件具有根据本发明的图5所示的形状，其中电极边缘和填料10相互直接接触。在这种情况下，太阳能电池的断裂强度为24N，微裂缝发生率为0％，从而证实本发明的效果。
[0184] 样品No.5是其中汇流条电极4a和5a没有涂布焊料6的样品，该样品具有本发明范围外的构造，其中当使用具有大于汇流条电极4a和5a的宽度的2.2mm宽度的内部引线8通过热空气焊接整个表面时，用焊料6涂布汇流条电极4a和5a的边缘，从而不使电极的边缘和填料10相互直接接触。结果，断裂强度为15N，微裂缝发生率为40％，该结果不令人满意。
[0185] 因此，根据本发明，汇流条电极4a和5a的边缘没有涂布焊料6而是直接或者通过阻焊剂7与填料10接触，从而证实可以限制在汇流条电极边缘和衬底表面之间的边界附近的应力集中，因此提高断裂强度，并且可以限制汇流条电极下的衬底中的微裂缝的出现。
[0186] <实施例2>
[0187] 以与实施例1相同的方式形成太阳能电池。然后，将阻焊剂以图8(b)所示的图案印刷和涂覆到这样的区域，该区域位于表面指状电极5b侧、从将表面指状电极5b连接到表面汇流条电极5a的一端到距其1mm的距离，并且热固，以形成涂料构件14’。然后，热焊接使用涂布有焊料的铜箔的内部引线8。在这种情况下，进行了有意移动内部引线8的位置以使内部引线8伸出表面汇流条电极5a以意在使它们与焊料接触的尝试。但是，至于其中提供作为阻焊剂的涂料构件14’的样品，无论如何它们也无法相互接触。此外，至于其中不提供涂料构件14’的样品，在将焊剂涂覆到表面指状电极5b的情况下它们相互连接。用作涂布有铜箔的焊料的是Sn-3Ag-0.5Cu基无Pb焊料。
[0188] 样品No.6是其中没有提供涂料构件14’并且内部引线8没有从表面汇流条电极5a移动的样品。样品No.7是其中提供涂料构件14’并且内部引线8没有从表面汇流条电极5a移动的样品。样品No.8和No.9是其中没有提供涂料构件14’并且内部引线8从表面汇流条电极5a移动0.3mm的样品。样品No.10是其中提供涂料构件14’并且内部引线
8从表面汇流条电极5a移动0.3mm的样品。样品No.11和No.12是其中没有提供涂料构件14’并且内部引线8从表面汇流条电极5a移动0.5mm的样品。样品No.13是其中提供涂料构件14’并且内部引线8从表面汇流条电极5a移动0.5mm的样品。
8从表面汇流条电极5a移动0.3mm的样品。样品No.11和No.12是其中没有提供涂料构件14’并且内部引线8从表面汇流条电极5a移动0.5mm的样品。样品No.13是其中提供涂料构件14’并且内部引线8从表面汇流条电极5a移动0.5mm的样品。
[0189] 至于由此制备的样品No.6～No.13，利用实施例1中所述的微裂缝发生率进行评估。结果示于表3中。
[0190] [表3]
[0191]编号 内部引线的移 是否存在 内部引线和指状电 裂缝的发生
动(mm) 阻焊剂 极之间用焊料的连 率(％)
接
6 0 × × 0
7 0 ○ × 0
8 0.3 × × 0
9 0.3 × ○ 30
使用焊剂
10 0.3 ○ × 0
11 0.5 × × 0
12 0.5 × ○ 50
使用焊剂
13 0.5 ○ × 0
动(mm) 阻焊剂 极之间用焊料的连 率(％)
接
6 0 × × 0
7 0 ○ × 0
8 0.3 × × 0
9 0.3 × ○ 30
使用焊剂
10 0.3 ○ × 0
11 0.5 × × 0
12 0.5 × ○ 50
使用焊剂
13 0.5 ○ × 0
[0192] 在样品No.6和No.7中，内部引线8没有从表面汇流条电极5a移动。无论是否存在作为阻焊剂的涂料构件14’，在内部引线8和表面指状电极5b之间都不进行焊料的连接，因此没有出现裂缝。
[0193] 其中内部引线8向表面指状电极5b移动0.3mm的样品No.8～No.10如下：
[0194] 在提供作为阻焊剂的涂料构件14’的情况下(样品No.10)，在内部引线8和表面指状电极5b之间不进行用焊料的连接，因此没有出现裂缝。
[0195] 在不提供作为阻焊剂的涂料构件14’的情况下，当将焊剂涂覆到表面指状电极5b以有意用焊料形成内部引线8和表面指状电极5b之间的连接时(样品No.9)，微裂缝发生率为30％。在没有涂覆焊剂的情况下(样品No.8)，在内部引线8和表面指状电极5b之间不进行用焊料的连接，因此没有出现裂缝。
[0196] 其中内部引线8向表面指状电极5b移动0.5mm的样品No.11～No.13如下：
[0197] 在提供作为阻焊剂的涂料构件14’的情况下(样品No.13)，在内部引线8和表面指状电极5b之间不进行用焊料的连接，因此没有出现裂缝。在不提供作为阻焊剂的涂料构件14’的情况下，当将焊剂涂覆到表面指状电极5b以有意用焊料形成内部引线8和表面指状电极5b之间的连接时(样品No.12)，微裂缝发生率为50％。但是，在不涂覆焊剂的情况下(样品No.11)，在内部引线8和表面指状电极5b之间不进行用焊料的连接，因此没有出现裂缝。
[0198] <实施例3>
[0199] 以与实施例1相同的方式形成太阳能电池。
[0200] 然后，使用宽度为2mm厚度为200μm并且拥有厚度约30μm的焊料层的铜箔，将内部引线8通过热焊接如热空气焊接粘附在涂覆焊剂的汇流条电极5a和4a的整个长度上，以连接和配线上述的太阳能电池。
[0201] 此时，将焊料的组成改变成多种组成。用于样品No.21～28的焊料是由1～90重量％的Bi、2重量％的Ag和剩余重量百分比的Sn组成的焊料。用于样品No.29～32的焊料是由50重量％的Bi、0.1～9重量％的Ag和剩余重量百分比的Sn组成的焊料。样品No.33中的焊料的组成为Sn-5Ag-0.5Cu，样品No.34中的焊料的组成为Sn-5Ag-0.5Cu，而样品No.35中焊料的组成为Sn-0.4Pb。
[0202] 只在样品No.34中，在铜箔中心部分使用具有保持在铜箔中的由Fe-36Ni组成的殷钢材料的内部引线。在其它样品中，采用的是使用铜箔的内部引线。
[0203] 在考虑是否满足∑(ViWi)＜2.8(Vi：组成焊料的每种元素凝固时的收缩系数(％)，Wi：组成焊料的每种元素的重量百分比(将总量取作1))的同时选择每种样品。
[0204] 然后，将内部引线8粘附于每个太阳能电池的表面和背表面上的汇流条电极5a和4a，以连接和配线太阳能电池，并且如图3(b)所示，使用EVA(乙烯乙酸乙烯酯共聚物)作为半透明面板9和背表面保护材料11之间的填料10密封太阳能电池，形成太阳能电池组件。
[0205] 使用太阳模拟器在25℃和Am-1.5的条件下测量电性能，并且测量制造太阳能电池组件时的产率。
[0206]
[0207] 从表4，样品No.33～No.35是本发明范围外的样品，其中不满足根据本发明的条件∑(ViWi)＜2.8。这些样品的任一种的太阳能电池性能或产率低劣，其是不满意的结果。
[0208] 另一方面，使用涂布有满足根据本发明的条件∑(ViWi)＜2.8的Sn-Bi-Ag基焊料的铜箔的样品No.21～No.32具有优良的太阳能电池性能，并且其产率不小于90％。特别是对于样品No.22～No.27，其中Bi含量为3～85重量％，证实太阳能电池组件的产率不小于93％，并且其电性能不降低，因此满意地产生本发明的效果。
[0209] 此外，对于样品No.21或No.28，根据Bi的含量升高工作温度，因此认为产率由于热应力而略微下降。
[0210] 对于样品No.29，Ag的含量为0.1重量％，因而对电极部分的可湿性没有改善。因此，认为内部引线和汇流条电极之间的粘附力弱，从而电性能略微下降。
[0211] 此外，对于样品No.32，Ag含量为9重量％。因此，认为产率略微下降，因为沉积了易碎的Ag3Sn。
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