CN102399502A - 太阳能电池电极用粘接膜及使用其的太阳能电池模块的制造方法 - Google Patents

太阳能电池电极用粘接膜及使用其的太阳能电池模块的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池电极用粘接膜及使用该粘接膜的太阳能电池模块的制造方法，所述太阳能电池电极用粘接膜能够减小加热、压力造成的对太阳能电池单元的不良影响，且可获得具有充分太阳能电池特性的太阳能电池。所述太阳能电池电极用粘接膜为用于将太阳能电池单元的表面电极与配线部件电连接的粘接膜，含有结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料。

Description

太阳能电池电极用粘接膜及使用其的太阳能电池模块的制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池电极用粘接膜及使用该粘接膜的太阳能电池模块的制造方法。
背景技术
太阳能电池模块具有多个太阳能电池单元通过与其表面电极电连接的配线部件而串联和/或并联连接的结构。另外，由于太阳能电池在室外环境中使用，因此为了确保对气温变化、湿润、强风、积雪的耐性，具有配线部件的太阳能电池单元组通常用密封材料进行密封。通常，将由强化玻璃、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、背板(バツクシ一ト)等构成的密封材料层叠并夹持在具有配线部件的太阳能电池单元组后，通过真空层压进行密封。
制作太阳能电池模块时，太阳能电池单元的表面电极与配线部件的连接以往一直使用焊锡(例如参照专利文献1和2)。焊锡由于导通性、粘接强度等连接可靠性优异、便宜且具有通用性而被广泛使用。也已知不使用焊锡的连接方法。例如，下述专利文献3～5中公开了使用导电性糊的连接方法，下述专利文献6～8中公开了使用导电性膜的连接方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-204256号公报
专利文献2：日本特开2005-050780号公报
专利文献3：日本特开2000-286436号公报
专利文献4：日本特开2001-357897号公报
专利文献5：日本特许第3448924号公报
专利文献6：日本特开2005-101519号公报
专利文献7：日本特开2007-214533号公报
专利文献8：日本特开2008-300403号公报
发明内容
发明要解决的课题
使用焊锡来连接太阳能电池单元的表面电极与配线部件的方法由于焊锡的熔融温度通常为230～260℃左右，连接时伴随的高温、焊锡的体积收缩有时会对太阳能电池单元的半导体结构造成不良影响，引起太阳能电池单元的特性劣化。
另一方面，如上述专利文献3～5所记载，使用导电性糊来进行太阳能电池单元的表面电极与配线部件的连接的方法在高温高湿条件下的经时特性有时会大幅劣化，从而未必可获得充分的连接可靠性。
另外，如上述专利文献6～8所记载，使用导电性膜来进行太阳能电池单元的表面电极与配线部件的连接的方法由于与焊锡相比可在低温下粘接，因此能够抑制使用焊锡时所产生的对太阳能电池单元的不良影响。但是，即便如此，连接时也需要在近200℃的加热的同时施加几MPa左右的压力，对太阳能电池单元的不良影响并不小。
本发明鉴于上述以往技术具有的问题而完成，目的在于提供一种太阳能电池电极用粘接膜及使用该粘接膜的太阳能电池模块的制造方法，所述太阳能电池电极用粘接膜能够减小加热、压力造成的对太阳能电池单元的不良影响，且可获得具有充分的太阳能电池特性的太阳能电池。
解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明提供一种太阳能电池电极用粘接膜，其为用于将太阳能电池单元的表面电极和配线部件电连接的粘接膜，含有结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料。
根据本发明的太阳能电池电极用粘接膜，通过具有上述构成，可兼具常温时的膜的稳定性和连接电极与配线部件时的低温流动性，且能够充分减小加热、压力造成的对太阳能电池单元的不良影响。已知多种可提高流动性的液状环氧树脂，但通过仅配合该环氧树脂的方法，粘接膜自身变得过软，在使用前会产生渗出等问题。
另外，由于本发明的太阳能电池电极用粘接膜能够在密封材料的层压工序中的温度、压力条件下将太阳能电池单元的表面电极与配线部件进行充分接合，因此可省略在使用以往的导电性膜的情况下进行的压接工序，可仅通过层压工序与密封材料一起进行安装。由此，能够简化太阳能电池模块的制造工序。
本发明的太阳能电池电极用粘接膜中，优选上述固化剂为潜伏性固化剂，这种情况下，可容易确保常温时的膜稳定性。
另外，出于熔点较低的观点，上述结晶性环氧树脂优选为双酚型环氧树脂或联苯型环氧树脂。
另外，出于熔点进一步较低的观点，上述结晶性环氧树脂优选为双酚型环氧树脂。
另外，上述双酚型环氧树脂优选为下述式(2-1)所表示的化合物。
化1
Figure BSA00000565646100031
上述膜形成材料优选含有苯氧树脂。另外，上述膜形成材料优选含有苯氧树脂和丙烯酸橡胶。
本发明还提供第1太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，其中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将表面电极与配线部件在160℃以下的温度下进行接合。
本发明还提供第2太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，其中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将前述表面电极与前述配线部件在0.2MPa以下的压力下进行接合。
本发明还提供第3太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，其中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将前述表面电极与前述配线部件在0.3MPa以下的压力下进行接合。
本发明的第2太阳能电池模块的制造方法中，可以将表面电极与配线部件在160℃以下的温度下进行接合。
本发明的第1和第2太阳能电池模块的制造方法具备通过层压机、用密封材料将前述太阳能电池单元和前述配线部件进行密封的密封工序，可在密封工序中将表面电极与配线部件进行接合。
本发明的第3太阳能电池模块的制造方法具备通过适于用太阳能电池电极用粘接膜来连接配线部件与太阳能电池单元的专用的加热压接机来连接太阳能电池单元与配线部件的工序，或者具备通过层压机、用密封材料密封太阳能电池单元和配线部件的密封工序，从而可在密封工序中将表面电极与配线部件进行接合。作为专用的加热压接机，例如可举出设有压接头和在该压接头上的加热机构的装置，所述压接头用于从配线部件上对放置有配线部件的太阳能电池单元的汇流条进行压接。
本发明还提供一种利用本发明的第1、第2和第3太阳能电池模块的制造方法来获得的太阳能电池模块。本发明的太阳能电池模块通过使用本发明的太阳能电池电极用粘接膜来连接太阳能电池单元的表面电极与配线部件，从而加热或压力造成的对太阳能电池单元的不良影响小，具有充分的太阳电池特性，且可耐受长期在室外环境中使用。
本发明还提供一种含有结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料的粘接膜的用于将太阳能电池单元的表面电极和配线部件电连接的用途。此处，固化剂优选为潜伏性固化剂，结晶性环氧树脂优选为双酚型环氧树脂或联苯型环氧树脂，其中优选为双酚型环氧树脂。
另外，本发明的用途中，上述双酚型环氧树脂优选为下述式(2-1)所表示的化合物。
化2
此处，上述膜形成材料优选含有苯氧树脂，另外，上述膜形成材料优选含有苯氧树脂和丙烯酸橡胶。
发明效果
根据本发明，能够提供一种太阳能电池电极用粘接膜及使用该粘接膜的太阳能电池模块的制造方法，所述太阳能电池电极用粘接膜能够减小加热、压力造成的对太阳能电池单元的不良影响，且可获得具有充分太阳能电池特性的太阳能电池。
本发明的太阳能电池电极用粘接膜由于能够在密封材料的层压工序中的温度、压力条件下将太阳能电池单元的表面电极与配线部件进行充分接合，因此能够简化太阳能电池模块的制造工序。
附图说明
图1为表示本发明所涉及的太阳能电池模块的主要部分的模式图。
图2为用于说明本发明所涉及的太阳能电池模块的制造方法的一个实施方式的图。
图3为表示将太阳能电池单元串联连接成2行2列的情况的图。
符号说明
1：玻璃板；2：密封材料；3：表面电极；3a：汇流电极(表面电极)；3b：汇流电极(表面电极)；4：配线部件；5：背板；6：半导体晶片；7：栅电极；8：背面电极；10：粘接膜；20：太阳能电池单元；32、34：连接部；100、200：太阳能电池模块。
具体实施方式
以下，一边参照附图一边关于本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，附图中，对相同或相当部分附上相同符号，并省略重复说明。
本发明的太阳能电池电极用粘接膜用于连接太阳能电池单元的电极、以及将太阳能电池单元串联和/或并联连接的配线引线(配线部件)。就太阳能电池单元而言，在其表面和背面形成有用于引出电能的电极(表面电极)。
此处，作为表面电极，可举出可获得电导通的公知材质的材料，例如可举出通常含有银的玻璃糊、在粘接剂树脂中分散了各种导电性粒子的银糊、金糊、碳糊、镍糊、铝糊以及通过烧成、蒸镀形成的ITO等。这些物质中，从耐热性、导电性、稳定性及成本的观点出发，可合适地使用含有银的玻璃糊电极。
作为太阳能电池单元，可举出单晶硅、多晶硅的结晶系太阳能电池单元，或者非晶硅、CIGS、CdTe等薄膜系太阳能电池单元等。作为代表性的太阳能电池单元，可举出在由Si的单晶、多晶及非晶中的至少一种以上构成的基板上，通过丝网印刷等分别设置Ag电极和Al电极作为表面电极的太阳能电池单元。
本发明的太阳能电池电极用粘接膜(以下简称为本发明的粘接膜)含有环氧成分、固化剂和膜形成材料，作为环氧成分，包含结晶性环氧树脂。另外，本发明的粘接膜可以由绝缘性的粘接剂成分构成，也可以进一步含有导电性粒子。
本发明的结晶性环氧树脂是指在室温(25℃)下含有结晶部分的环氧树脂，特征为在高分子链的一部分上具有规整排列的晶体结构。通常是指对结晶化不利的分子交联、分支少，无大取代基，或者即使有，这些也会形成规整的立体构型的状态的环氧树脂。
结晶性环氧树脂通常在小于树脂成分固化的结晶化温度时作为固体存在，在结晶化温度以上时成为液体。即，特征为：在结晶化环氧树脂的结晶状态下作为稳定的个体存在，但随着达到熔点，结晶状态迅速溶解而变成极低粘度的液体。
结晶性环氧树脂具有如下特征：从固体到液体的相转变温度表现得很陡，在熔点附近流动性急剧升高。熔点的测定可以使用DSC(示差扫描量热测定)、DTA(示差热分析)。例如，使用DSC的情况下，从室温以10℃/分钟的速度使温度上升而测定热量时，可根据对应于溶解所引起的吸热的急剧变化得知熔点。
作为结晶性环氧树脂，例如可举出联苯型环氧树脂、双酚型环氧树脂、1，2-二苯乙烯型环氧树脂、氢醌型环氧树脂、硫醚型环氧树脂。
作为联苯型环氧树脂和双酚型环氧树脂，例如可举出下述通式(1)～(3)所表示的环氧树脂。
化3
Figure BSA00000565646100071
化4
Figure BSA00000565646100072
化5
Figure BSA00000565646100073
上述式(1)～(3)中的R1～R12表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，一部分或全部可以相同也可以不同。另外，上述式(2)～(3)中的X表示S、O、SO2、CH2或C(CH3)2。上述式(3)中的2个X可以相同也可以不同。
另外，还可以举出下述通式(4)所表示的环氧树脂作为结晶性环氧树脂。
化6
Figure BSA00000565646100074
上述式(4)中的R1～R4表示氢原子或碳原子数为1～5的烷基，一部分或全部可以相同也可以不同。
作为商业上可获得的结晶性环氧树脂，例如可举出：东都化成(株)制造的商品名“YSLV-80XY”(双酚型环氧树脂、熔点为80℃)、“YSLV-90CR”(双酚型环氧树脂、熔点为89℃)、“GK-4137”(双酚型环氧树脂、熔点为79℃)、“YDC-1312”(氢醌型环氧树脂、熔点为141℃)、“YSLV-120TE”(硫醚型环氧树脂、熔点为120℃)；三菱化学(株)制造的商品名“YX8800”(联苯型环氧树脂、熔点为109℃)、“YX4000”(联苯型环氧树脂、熔点为105℃)、“YX4000H”(联苯型环氧树脂、熔点为105℃)等。另外，还可以适用WO2010/098066中所记载的结晶性环氧树脂。
从能够在常温下维持稳定的膜性能，且在150℃左右的层压工序中能够流动、粘接的观点出发，本发明中使用的结晶性环氧树脂的熔点优选为50℃～200℃，更加优选为60℃～150℃，进一步优选为70℃～100℃，特别优选为75℃～85℃。
本发明的粘接膜含有潜伏性固化剂的情况下，结晶性环氧树脂的熔点优选为60℃～120℃，更加优选为60℃～110℃。这是因为：由于潜伏性固化剂的固化反应温度的峰值在120℃附近，因此通过配合熔点低的结晶性环氧树脂，容易确保流动性。
即，就结晶性环氧树脂的选定而言，更加优选考虑所使用的潜伏性固化剂的反应温度的峰值。优选结晶性环氧树脂的熔点在60℃以上、潜伏性固化剂的固化反应温度的峰值以下的范围内。
从这样的观点出发，本发明的粘接膜优选含有作为结晶性环氧树脂的双酚型环氧树脂或联苯型环氧树脂。另外，从固化开始前膜充分流动的方面出发，优选含有双酚型环氧树脂。
作为双酚型环氧树脂，优选下述式(2-1)所表示的化合物。
化7
Figure BSA00000565646100081
作为本发明中使用的固化剂，从热和/或压力所引起的反应开始的活性点较清楚及适合于伴随加热加压工序的连接方法的理由出发，优选潜伏性固化剂。另外，含有潜伏性固化剂的环氧系粘接剂由于可短时间固化、连接操作性良好、分子结构上粘接性优异，因此特别优选。
作为潜伏性固化剂，可举出阴离子聚合性的催化剂型固化剂、阳离子聚合性的催化剂型固化剂、加聚型的固化剂等。这些固化剂可以单独或形成2种以上的混合物来使用。这些固化剂中，从快速固化性优异、不需要考虑化学当量的方面出发，优选阴离子或阳离子聚合性的催化剂型固化剂。
作为阴离子或阳离子聚合性的催化剂型固化剂，例如可举出叔胺类、咪唑类、酰肼系化合物、三氟化硼-胺络合物、鎓盐(锍盐、铵盐等)、胺酰亚胺、二氨基马来腈(diamino maleonitrile)、三聚氰胺及其衍生物、聚胺的盐、双氰胺(dicyandiamide)等，也可以使用这些物质的改性物。作为加聚型的固化剂，可举出聚胺类、聚硫醇、聚苯酚、酸酐等。
使用叔胺类、咪唑类作为阴离子聚合性的催化剂型固化剂时，环氧树脂通过在150℃左右的中温下加热几分钟～几小时左右而进行固化。因此，由于可使用时间(活性期)较长而优选。
作为本发明中使用的膜形成材料，例如可举出苯氧树脂、丙烯酸橡胶、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酯氨基甲酸酯树脂(ポリエステルウレタン樹脂)、聚乙烯醇缩丁醛树脂类，优选为苯氧树脂或丙烯酸橡胶。
丙烯酸橡胶通常为以(甲基)丙烯酸烷基酯作为共聚成分的共聚物。该共聚物可通过例如将(甲基)丙烯酸烷基酯与根据需要在分子内具有双键的其他化合物进行共聚而获得。
作为上述(甲基)丙烯酸烷基酯，例如可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等。这些物质可以单独使用或将2种以上组合使用。
作为上述根据需要进行共聚的在分子内具有双键(乙烯性不饱和基团)的其他化合物，例如可举出丙烯腈、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟丙酯、(甲基)丙烯酸酰胺、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸N-乙烯基吡咯烷酮、烯丙醇、(甲基)丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐等。这些物质可以单独使用1种或将2种以上组合使用。
作为丙烯酸橡胶的聚合方法，无特别限制，例如可以使用悬浮聚合法等。具体而言，将PVA等分散剂及偶氮二异丁腈、过氧化十二酰(lauroyl peroxide)等聚合引发剂分散于水介质中，在所得的液体中滴入上述共聚成分，进行聚合。另外，也可根据需要使用溶液聚合等各种聚合法。
从提高粘接性的观点出发，这些丙烯酸橡胶优选具有缩水甘油基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、羧基、羟基、环硫(episulfide)基等官能团。这些官能团可以通过例如以分子内具有该官能团和双键的化合物作为共聚成分而导入至丙烯酸橡胶中。特别地，缩水甘油基由于可提高丙烯酸橡胶的交联性而优选，例如可以通过将(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等分子内具有缩水甘油基和双键的化合物用作共聚成分而导入丙烯酸橡胶中。
另外，丙烯酸橡胶可通过适当变更上述官能团的含量来调整交联密度。丙烯酸橡胶为多个共聚成分的共聚物时，分子内具有官能团和双键的化合物的共聚比例优选为0.5～6.0质量％左右。
在丙烯酸橡胶中导入缩水甘油基时，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚比例优选为0.5～6.0质量％，更加优选为0.5～5.0质量％，特别优选为0.8～5.0质量％。如果(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚比例在上述范围内，则具有容易引起缩水甘油基的缓慢交联，容易确保粘接力且抑制凝胶化的倾向。另外，具有容易变得与环氧树脂不相溶，应力缓和性优异的倾向。
其中，从高流动性的方面出发，优选重均分子量为100000以下的苯氧树脂，更加优选在40000～60000范围内的苯氧树脂。另外，其中，为了兼备高可靠性和操作性良好的膜性能，优选丙烯酸橡胶的重均分子量为200000～2000000的范围，更加优选为500000～1500000的范围，进一步优选为700000～1000000的范围。
另外，本发明中，重均分子量和数均分子量是指根据下述表1所示的条件，通过凝胶渗透色谱(GPC)、使用利用标准聚苯乙烯所得的标准曲线进行测定而得值。
表1
  装置   东曹株式会社制造的GPC-8020
  检测器   东曹株式会社制造的RI-8020
  色谱柱   日立化成工业株式会社制造的Gelpack GL-A-160-S+GL-A150-SG2000Hhr
  试样浓度   120mg/3ml
  溶剂   四氢呋喃
  注入量   60μl
  压力   30kgf/cm2
  流量   1.00ml/min
本发明的粘接膜可以含有上述结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料以外的粘接剂成分。
作为其他的粘接剂成分，可举出热塑性材料、利用热或光而表现出固化性的固化型材料。本实施方式中，出于连接后的耐热性和耐湿性优异的考虑，优选粘接膜含有固化性材料。作为热固化树脂，例如可举出结晶性环氧树脂以外的环氧树脂、苯氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯树脂、聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等。这些树脂中，从连接可靠性的观点出发，优选粘接膜中含有环氧树脂、苯氧树脂和丙烯酸树脂中的至少一种。
作为除结晶性环氧树脂以外可以配合的环氧树脂，可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、双酚A酚醛清漆型环氧树脂、双酚F酚醛清漆型环氧树脂、脂环式环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、海因型环氧树脂、异氰脲酸酯型环氧树脂、脂肪族链状环氧树脂等。这些环氧树脂可以被卤化，也可以被氢化。这些环氧树脂可以并用2种以上。
从提高连接时的流动性的方面考虑，本发明的粘接膜优选含有在约100℃以下的温度下流动的结晶性环氧树脂和双酚F型环氧树脂。
这种情况下，能够不对太阳能电池单元造成不良影响而容易地连接太阳能电池单元的表面电极与配线部件。另外，上述粘接膜的情况下，由于仅通过利用层压的密封工序即可容易地与其他密封材料一起安装，因此能够省略压接工序而更加有效地简化太阳能电池模块的制造工序。另外，作为利用层压的密封工序的条件，通常由作为密封材料广泛使用的EVA等的交联条件来决定，通常可举出在150℃下保持10分钟左右等的条件。
本发明的粘接膜中，除上述成分以外，为了改善粘接性、润湿性，可以含有硅烷系偶联剂、钛酸酯系偶联剂、铝酸酯系偶联剂等改性材料；另外为了提高导电性粒子的分散性，可以含有磷酸钙、碳酸钙等分散剂；可以含有用于抑制银、铜迁移等的螯合材料等。
本发明的粘接膜中的环氧成分的含量以粘接膜全部质量为基准，优选20～70质量％，更加优选30～60质量％，进一步优选40～50质量％。通过以上述含量配合环氧成分，能够进一步提高固化前的良好的膜性能和固化后的粘接力。
本发明的粘接膜中的结晶性环氧树脂的含量以环氧成分全部质量为基准，优选1～20质量％，更加优选5～15质量％，进一步优选7～10质量％。通过以上述含量配合结晶性环氧树脂，能够维持常温下的膜的稳定性，且在粘接时充分流动，表面电极与配线部件直接接触，从而更加确实地获得导电性，另外在固化后能够充分获得配线部分的可靠性。
本发明的粘接膜中的固化剂的含量以环氧成分和固化剂成分的合计量为基准，优选10～50质量％，更加优选20～40质量％。
本发明的粘接膜中的膜形成材料的含量优选为可以以与隔离物的适当的剥离容易度保持所制作的膜的硬度、弹性和粘合力、并且形成膜卷轴而使用时能够避免渗出等的量。膜形成材料的配合量优选相对于环氧成分和固化剂成分的合计量100质量份为20～80质量份，更加优选为30～70质量份。
作为膜形成材料，也可以分别使用苯氧树脂、丙烯酸橡胶，分子量低的苯氧树脂流动性优异，分子量高的丙烯酸橡胶具有可使膜具有弹性，提高可靠性的效果。因此优选并用，由此在低压下(例如0.5MPa以下，优选为0.3MPa以下)可期待高流动，进而还可确保可靠性。配合量优选丙烯酸橡胶相对于苯氧树脂成分为5重量％～20重量％，更加优选为10重量％～15重量％。
本发明的粘接膜的活性温度优选40～200℃。活性温度是指引起粘接膜的固化反应的温度。活性温度小于40℃时，与室温(25℃)的温度差小，使得粘接膜的保存需要低温，另一方面，超过200℃时，容易对连接部分以外的部件造成热影响。从同样的观点出发，粘接剂的活性温度更加优选为50～150℃，进一步优选为70～130℃。另外，粘接膜的活性温度可以通过将粘接膜作为试样，使用DSC(示差扫描量热计)，由从室温以10℃/分钟升温时的放热峰温度求出。
本发明的粘接膜可进一步含有导电性粒子。这种情况下的本发明的粘接膜可以作为导电性粘接膜起作用。
作为导电性粒子，并无特别限定，例如可举出金粒子、银粒子、铜粒子、镍粒子、镀金的镍粒子、镀金/镍的塑料粒子、镀铜粒子、镀镍粒子等。另外，从连接时导电性粒子对于被粘接体表面的凹凸的埋入性的观点出发，导电性粒子优选具有带刺壳栗子状或球状的粒子形状。即，这种形状的导电性粒子对于太阳能电池的表面电极、配线部件的表面复杂的凹凸形状的埋入性高，且对于连接后的振动或膨胀等变动的追随性高，能够更加提高连接可靠性。
导电性粒子的粒径优选为1～50μm的范围，更加优选为1～30μm的范围。
本发明的粘接膜中的导电性粒子的含量只要为粘接膜的粘接性不显著下降的范围即可，例如以粘接膜的全部体积作为基准为10体积％以下，优选为0.1～7体积％。
本发明的粘接膜可以通过例如将在溶剂中溶解或分散有上述各种材料的涂布液涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等剥离膜上，并除去溶剂而制作。这样得到的粘接膜与糊状的导电性粘接剂相比，在膜厚尺寸精度和压接时的压力分配方面是优异的。
上述中，列举了塑料膜作为剥离膜的例子，但通过使用金属膜作为剥离膜，也可以形成与配线部件一体化的粘接膜。
本发明中，能够以具备剥离膜和在剥离膜上设置的本发明的粘接膜的粘接剂元件的状态供给粘接膜。
本发明的粘接膜的厚度可以通过调整上述涂布液中的不挥发成分以及调整涂布机或模唇涂布机(lip coater)的间隙来控制。粘接膜的厚度优选为5～50μm，更加优选为10～35μm。
本发明的粘接膜可最适宜用于太阳能电池单元。太阳能电池形成为太阳能电池模块而使用，所述太阳能电池模块将多个太阳能电池单元串联和/或并联连接，为了耐环境性而以强化玻璃等夹持，具备通过具有透明性的树脂填埋间隙而形成的外部端子。本发明的粘接膜适用于连接配线部件与太阳能电池单元的表面电极的用途，所述配线部件用于串联和/或并联连接多个太阳能电池单元。
本发明的太阳能电池模块的制造方法的第1实施方式中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的粘接膜以及配线部件按此顺序布置，并将表面电极和配线部件在160℃以下的温度下进行接合。
另外，本发明的太阳能电池模块的制造方法的第2实施方式中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的粘接膜以及配线部件按此顺序布置，并将表面电极和配线部件在0.2MPa以下的压力下进行接合。
上述太阳能电池模块的制造方法的第2实施方式中，可以将表面电极和配线部件在160℃以下的温度且0.2MPa以下的压力下进行接合。另外，温度优选为150℃以下。
另外，本发明的太阳能电池模块的制造方法的第3实施方式中，将太阳能电池单元的表面电极、上述本发明的粘接膜以及配线部件按此顺序布置，并将表面电极和配线部件在0.3MPa以下的压力下进行接合。
另外，上述太阳能电池模块的制造方法的第3实施方式中，可以使用加热压接装置，将表面电极和配线部件在180℃以下的温度且0.3MPa以下的压力下进行可靠性高的接合。
在上述“将表面电极和配线部件在0.2MPa以下的压力下进行接合”以及“将表面电极和配线部件在0.3MPa以下的压力下进行接合”的表达中，压力的值是指被接合部分中的压力。从生产率等观点出发，压力的下限优选为0.1MPa。
使用具备具有加热机构的压接头的加热压接装置来进行接合的情况下，可以基于被接合部分的面积来设定压接头的加压力。一处的表面电极与配线部件的被接合的面积通过(配线部件的宽度)×(与该宽度方向垂直的方向的单元长度)来求出。另外，此处，表面电极形成为设置于整个单元长度。另外，被接合的面积并非必须从单元长度求出，以配线部件的长度比单元长度短的这样的方式使用时，可以由配线部件的长度决定。
具体而言，例如，被接合的配线部件的宽度为1.5mm，单元长度为156mm的情况下，为了使被接合部分中的压力为
Figure BSA00000565646100141
在加热压接装置中设定的加压力可通过如下所示的计算来求出。只要在对应的压接头上施加下述的加压力即可。
Figure BSA00000565646100151
接合面积＝0.15cm×15.6cm＝2.34cm2
加压力＝(接合面积)×(目标压力)＝2.34cm2×3kgf/cm2＝7.02kgf
另外，被连接部分有多个，且对应于各部分的压接头被一体化的情况下，上述被接合的面积可通过(配线部件的宽度)×(与该宽度方向垂直的方向的单元长度)×(一次连接的配线部件的根数)来求出。
本发明的粘接膜在太阳能电池的表面电极与配线部件的粘接中，未必需要200℃附近的加热压接工序，可以通过密封工序中使用的真空层压来粘接表面电极与配线部件。
即，上述太阳能电池模块的制造方法具备通过层压机、用密封材料来密封太阳能电池单元与配线部件的密封工序时，可以在该密封工序中接合表面电极与配线部件。
作为密封工序中的层压条件，优选在130℃～160℃中保持10分钟以上，更加优选在140℃～150℃中保持15分钟以上。层压条件基本上由EVA等密封材料的种类所决定，在满足EVA的交联条件的基础上，优选设定为粘接剂可充分固化的温度和保持时间，且设定为对太阳能电池单元的不良影响更小的温度。温度过低时或者保持时间过短时，粘接剂未充分进行固化反应，有可能引起粘接力、可靠性的问题，温度过高时，容易引起上述所述的高温造成的对太阳能电池单元的不良影响。
将配线部件供给至太阳能电池单元时，本发明的粘接膜可以利用粘接膜自身的粘合力暂时固定在表面电极上，或者可以施加80～120℃左右的热和1MPa左右的压力进行暂时固定。对于粘接膜被暂时固定、由太阳能电池单元/粘接膜/配线部件构成的太阳能电池阵列而言，层叠玻璃、EVA等密封材料，并设置于层压装置中，再经过密封工序而形成太阳能电池模块。
此处，图1为表示本发明所涉及的太阳能电池模块的主要部分的模式图，将多个太阳能电池单元相互配线连接而成的结构的概略作为一例而进行了显示。图1(a)表示太阳能电池模块的表面侧，图1(b)表示背面侧，图1(c)表示侧面侧。
如图1(a)～(c)所示，太阳能电池模块100为利用配线部件4将多个太阳能电池单元20相互连接而成，所述太阳能电池单元20分别在半导体晶片6的表面侧形成有栅电极7和汇流电极(表面电极)3a、在背面侧形成有背面电极8和汇流电极(表面电极)3b。然后，对于配线部件4而言，分别通过本发明的粘接膜10，其一端与表面电极的汇流电极3a、另一端与作为表面电极的汇流电极3b进行连接。
具有所述构成的太阳能电池模块100由于通过上述本发明的粘接膜而连接表面电极与配线部件，因此对太阳能电池单元无不良影响，且能够获得充分的连接可靠性。
作为评价太阳能电池单元与配线部件是否适当接合的方法，可举出利用太阳能模拟器的电流-电压(I-V)曲线测定。可以通过用此时所获得的短路电流(Isc)与开路电压(Voc)的积除以最大电流值(Pmax)而得到的曲线因子(F.F.)的值来评价。太阳能电池模块中，F.F.的值优选为0.6以上，更加优选为0.65以上，进一步优选为0.7以上。
为了判断太阳能电池单元与配线部件是否适当接合、是否耐长期使用，例如可以有效利用IEC(国际电工委员会，International Electrotechnical.Commission)标准中所示那样的证明试验。该证明试验中，具有关于太阳能电池模块而示出的IEC61215的试验顺序。其中的湿热试验(Damp heat test，以后称为DH试验)中，要求在气温为85℃、湿度为85％的气氛中保存1000小时，从I-V曲线所获得的最佳电功率(最適電力)(Pmax)的下降率为5％以下。评价太阳能电池模块的可靠性时，弄清楚IEC标准水平的可靠性试验对于将太阳能电池实用化是很重要的。
图2为用于说明本发明所涉及的太阳能电池模块的制造方法的一个实施方式的图。图2表示层叠体的展开图，作为经上述密封工序而制作太阳能电池模块时在层压装置中设置的层叠体，将玻璃板1、密封材料2、配线部件4、本发明的粘接膜10、太阳能电池单元20、本发明的粘接膜10、配线部件4、密封材料2、背板5按次顺序进行配置而成。配线部件4和粘接膜10对应于太阳能电池单元20的表面电极的位置而进行配置。
作为玻璃板1，可举出带有太阳能电池用压形的白板强化玻璃等。作为密封材料2，可举出由EVA构成的EVA片。作为配线部件4，可举出在Cu线上浸渍(デイツプ)或镀敷了焊锡的TAB线等。作为背板5，可举出PET系或Tedlar PET(テドラ一PET)层叠材料、金属箔-PET层叠材料等。
实施例
以下基于实施例和比较例，更加具体地说明本发明，但本发明并不限定于以下的实施例。
<粘接膜的制作及太阳能电池模块的制作>
(实施例1)
将苯氧树脂(商品名：PKHC，联合碳化物公司制造，重均分子量为45000)溶解于乙酸乙酯中，调制45质量％的溶液6.67g。接着，在该溶液中加入含有微胶囊型潜伏性固化剂的液状环氧树脂(商品名：NOVACURE HX-3941HP，旭化成化学公司制造，环氧当量为185)4.5g、作为固体环氧树脂的Cre-NovEp(商品名：YDCN-703，东都化成公司制造)1.5g、双酚F型环氧树脂(商品名：YL983，JER公司制造)0.9g、双酚型结晶性环氧树脂(商品名：YSLV-80XY，东都化成公司制造，熔点为80℃)0.9g，进行搅拌，从而得到粘接剂组合物。
使用涂布机(YOSHIMISU公司制造)将上述所得的粘接剂组合物(清漆)涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，在热板上于70℃干燥10分钟，制成膜厚为25μm的粘接膜。另外，粘接膜的膜厚利用测微计(Mitutoyo Corp公司制造，ID-C112)来测定。
将所得的粘接膜裁断成在太阳能电池单元(156mm×156mm，多晶硅)上形成的电极配线(材质：银玻璃糊，宽度为1.5mm)的宽度(1.5mm宽)，并将其配置在作为配线部件的日立电线公司制造的TAB线(日立电线(株)制造，A-TPS)与上述太阳能电池单元的表面电极之间。接着，使用强化玻璃(AGC制造)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、背板，按照玻璃/EVA/太阳能电池单元/背板的顺序层叠带有极耳线(タブ
Figure BSA00000565646100171
)的太阳能电池单元，将该层叠体设置于真空层压机中，在150℃下抽真空5分钟、保持温度5分钟的条件下进行层压，从而制作太阳能电池模块。
关于所得的太阳能电池模块，使用WACOM电创公司制造的太阳能模拟器(WXS-155S-10、AM1.5G)来测定IV曲线，从该I-V曲线求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.649，可确认：获得了作为太阳能电池的充分的特性。
(实施例2)
在与实施例1同样地调制的粘接剂组合物6.0g中加入直径为10μm的Ni粒子0.83g，进行搅拌，使用所得的清漆来制作粘接膜，除此以外，与实施例1同样地制作太阳能电池模块。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.671，可确认：获得了作为太阳能电池的充分的特性。
(实施例3)
除将实施例1的粘接剂组合物中的双酚型结晶性环氧树脂(商品名：YSLV-80XY，东都化成公司制造，熔点为80℃)的配合量变更为0.5g以外，与实施例1同样地制作太阳能电池模块。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.662，可确认：获得了作为太阳能电池的充分的特性。
(实施例4)
除将实施例1的粘接剂组合物中的双酚型结晶性环氧树脂(商品名：YSLV-80XY，东都化成公司制造，熔点为80℃)的配合量变更为1.3g以外，与实施例1同样地制作太阳能电池模块。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.670，可确认：获得了作为太阳能电池的充分的特性。
(实施例5)
将苯氧树脂(商品名：PKHC，联合碳化物公司制造，重均分子量为45000)溶解于乙酸乙酯中，调制45质量％的溶液7.78g。接着，在该溶液中加入下述的15质量％的溶液3.33g进行搅拌，从而得到粘接剂组合物，所述溶液为将含有微胶囊型潜伏性固化剂的液状环氧树脂(商品名：NOVACURE HX-3941HP，旭化成化学公司制造，环氧当量为185)5.0g、双酚型结晶性环氧树脂(商品名：YSLV-80XY，东都化成公司制造，熔点为80℃)1.0g、丙烯酸橡胶(商品名：HTR-P3-TEA DR，日立化成工业公司制造，重均分子量为850000)溶解于甲苯和乙酸乙酯中而获得。
使用涂布机(YOSHIMISU公司制造)将上述所得的粘接剂组合物(清漆)涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上，在热板上于70℃干燥10分钟，制成膜厚为25μm的粘接膜。另外，粘接膜的膜厚利用测微计(Mitutoyo Corp公司制造，ID-C112)来测定。
将所得的粘接膜裁断成在太阳能电池单元(156mm×156mm，Qcells公司制造的Q6LTT3多晶硅)上形成的电极配线(材质：银玻璃糊，宽度为1.5mm)的宽度(1.5mm宽)，并将其配置在作为配线部件的日立电线公司制造的TAB线(日立电线(株)制造，SSA-TPS)与上述太阳能电池单元的表面电极之间。然后，使用具备用于从极耳线上对放置了极耳线的太阳能电池单元的汇流条进行压接的压接头和在该压接头上的加热机构的专用的加热压接机(芝浦Mechatronics公司制造)，按照粘接膜的温度为180℃、对接合部分施加压力为0.25MPa的方式，将TAB线与太阳能电池单元加热压接10秒钟而连接。
对4个太阳能电池单元进行该工序，如图3所示，将配线部件4彼此连接，将太阳能电池单元20配置成2行2列，按照电串联连接的方式进行配线。接着，使用强化玻璃(AGC制造)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、背板，按照玻璃/EVA/太阳能电池单元/背板的顺序将带有TAB线的太阳能电池单元20进行层叠，将该层叠体设置于真空层压机中，在150℃下抽真空5分钟、保持温度15分钟的条件下进行层压，从而制作太阳能电池模块200。
关于所得的太阳能电池模块200，通过配线部件4的末端的连接部32、34而与日清纺Mechatronics公司制造的太阳能模拟器(PVS1116i，AM1.5G)连接，测定IV曲线，从该I-V曲线求出曲线因子F.F.。
曲线因子为0.700，可确认：上述模块具有作为太阳能电池的良好的特性。另外，作为可靠性试验，进行将该太阳能电池模块在设定气温为85℃、湿度为85％的恒温恒湿槽中保存1000小时的试验(DH试验)，结果为：Pmax的下降率为0.1％。
(比较例1)
将丙烯酸橡胶(商品名：KS8200H，日立化成工业公司制造，分子量：85万)125g和苯氧树脂(商品名：PKHC，联合碳化物公司制造，重均分子量为45000)50g溶解于乙酸乙酯400g中，得到30质量％溶液。接着，在该溶液中加入含有微胶囊型潜伏性固化剂的液状环氧树脂(商品名：NOVACUREHX-3941HP，旭化成化学公司制造，环氧当量为185)325g，进行搅拌，得到粘接剂组合物。进一步在该粘接剂组合物中加入直径为10μm左右的Ni粒子56g并进行搅拌。
除使用上述所得的组合物以外，与实施例1同样地制作粘接膜，从而制作太阳能电池模块。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.336，无法获得作为太阳能电池的充分特性。
另外，比较例1中，作为参考，例如通过专利文献6～8所示那样的使用了压接工具的以往的粘接方法，使用比较例1中所得的粘接膜，在以下条件下进行极耳配线。使用压接工具(装置名：AC-S300、日化设备工程(株)制造)，在180℃、2MPa、10秒的条件下进行粘接，如图1所示，通过粘接膜来连接太阳能电池单元的表面侧的电极配线(表面电极)和TAB线(配线部件)。之后，与实施例1同样地进行模块化。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.，结果：曲线因子F.F.为0.682，获得了作为太阳能电池的充分的特性。
(比较例2)
除不在粘接剂组合物中配合双酚型结晶性环氧树脂(商品名：YSLV-80XY，东都化成公司制造，熔点为80℃)以外，与实施例1同样地制作太阳能电池模块。关于所得的太阳能电池模块，与上述同样地求出曲线因子F.F.。
曲线因子F.F.为0.464，无法获得作为太阳能电池的充分的特性。
(比较例3)
使用比较例1中所获得的粘接膜，与实施例5同样地制作2行2列的太阳能电池模块。对该太阳能电池模块进行与实施例5同样的评价。
曲线因子F.F.为0.639，可用作太阳能电池，但DH试验后的Pmax下降率为8.1％，可靠性不充分。
将以上的结果示于表2。
表2
  F.F.
  实施例1   0.649
  实施例2   0.671
  实施例3   0.662
  实施例4   0.670
  实施例5   0.700
  比较例1   0.336
  比较例1(压接)   0.682
  比较例2   0.464
  比较例3   0.639

Claims (20)

1.一种太阳能电池电极用粘接膜，其为用于将太阳能电池单元的表面电极和配线部件电连接的粘接膜，
其中，含有结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料。
2.如权利要求1所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述固化剂为潜伏性固化剂。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述结晶性环氧树脂为双酚型环氧树脂或联苯型环氧树脂。
4.如权利要求1或2所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述结晶性环氧树脂为双酚型环氧树脂。
5.如权利要求4所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述双酚型环氧树脂为下述式(2-1)所表示的化合物，
Figure FSA00000565646000011
6.如权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述膜形成材料含有苯氧树脂。
7.如权利要求1～5中任一项所述的太阳能电池电极用粘接膜，其中，所述膜形成材料含有苯氧树脂和丙烯酸橡胶。
8.一种太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，
其中，将太阳能电池单元的表面电极、权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将所述表面电极与所述配线部件在160℃以下的温度下进行接合。
9.一种太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，
其中，将太阳能电池单元的表面电极、权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将所述表面电极与所述配线部件在0.2MPa以下的压力下进行接合。
10.一种太阳能电池模块的制造方法，其为具备多个太阳能电池单元和将该太阳能电池单元彼此电连接的配线部件的太阳能电池模块的制造方法，
其中，将太阳能电池单元的表面电极、权利要求1～7中任一项所述的太阳能电池电极用粘接膜及配线部件按此顺序进行布置，并将所述表面电极与所述配线部件在0.3MPa以下的压力下进行接合。
11.如权利要求9或10所述的太阳能电池模块的制造方法，其中，将所述表面电极与所述配线部件在160℃以下的温度下进行接合。
12.如权利要求8～11中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法，其中，具备通过层压机、用密封材料将所述太阳能电池单元和所述配线部件进行密封的密封工序，
在所述密封工序中将所述表面电极与所述配线部件进行接合。
13.一种太阳能电池模块，通过权利要求8～12中任一项所述的方法来获得。
14.含有结晶性环氧树脂、固化剂及膜形成材料的粘接膜的用于将太阳能电池单元的表面电极和配线部件电连接的用途。
15.如权利要求14所述的用途，其中，所述固化剂为潜伏性固化剂。
16.如权利要求14或15所述的用途，其中，所述结晶性环氧树脂为双酚型环氧树脂或联苯型环氧树脂。
17.如权利要求14或15所述的用途，其中，所述结晶性环氧树脂为双酚型环氧树脂。
18.如权利要求17所述的用途，其中，所述双酚型环氧树脂为下述式(2-1)所表示的化合物，
Figure FSA00000565646000021
19.如权利要求14～18中任一项所述的用途，其中，所述膜形成材料含有苯氧树脂。
20.如权利要求14～18中任一项所述的用途，其中，所述膜形成材料含有苯氧树脂和丙烯酸橡胶。
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