CN104350610B - 太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂、太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂、太阳能电池模块 Download PDF

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Abstract

本发明提供在利用导电性粘接剂连接电极与连接用导体的情况下,也不损害导通可靠性、粘接强度的太阳能电池模块。在形成在多个太阳能电池(2)的电极(13、14)彼此经由连接用导体(3)连接的太阳能电池模块(1)的制造方法中,具有使导电性粘接剂(20)介于太阳能电池(2)的电极(13、14)与连接用导体(3)之间,从连接用导体(3)上起加热按压而使导电性粘接剂(20)硬化,连接电极(13、14)和连接用导体(3)的工序,导电性粘接剂(20)在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,焊料粉在加热按压处理下与银粉反应,生成显示出比焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。

Description

太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂、太 阳能电池模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂及太阳能电池模块,特别涉及将形成在太阳能电池的电极和连接太阳能电池间的引板线(タブ線)导电连接的太阳能电池用导电性粘接剂的改良。本申请以在日本于2012年6月13日申请的日本专利申请号特愿2012-134307为基础主张优先权,通过参照该申请,引用到本申请。
背景技术
一直以来,使用连接多个在受光面设置p型电极和n型电极的一个、在与受光面相反侧的背面设置p型电极和n型电极的另一个的太阳能电池的太阳能电池模块。如图8所示,这种太阳能电池模块50通过作为内部连接器的引板线54在各几处将设于太阳能电池51A的受光面的表面电极52和设于邻接的太阳能电池51B的背面的背面电极53焊接,由此构成串接部。
另外,有p型电极和n型电极都设置在太阳能电池单元的背面的所谓的后接触型太阳能电池模块。后接触型太阳能电池模块中,p型电极和n型电极都设置在太阳能电池单元的背面,在连接多个太阳能电池单元时,以作为内部连接器的引板线连接背面彼此。因此,后接触型太阳能电池模块无需在作为受光面的太阳能电池单元表面设置电极、引板线,不仅能谋求提高受光效率,而外观也优良。另外,后接触型太阳能电池模块与在太阳能电池单元的表面/背面设置电极的类型不同,无需使引板线遍及一个太阳能电池单元的表面和另一太阳能电池单元的背面地迂回,而制造工序也变得容易。
图9示出现有的后接触型太阳能电池模块60中的太阳能电池的连接结构。在太阳能电池61中,p型电极62及n型电极63交替并排设置在背面,沿着一侧缘部形成有与p型电极62的各一端连续的p型电极集电部64,沿着另一侧缘部形成有与n型电极63的各一端连续的n型电极集电部65。
p型电极集电部64及n型电极集电部65在相对置的位置设有几处与引板线66的连接点67。而且,各太阳能电池61以使p型电极集电部64和n型电极集电部65邻接的方式配置,用细线状的引板线66将各连接点67彼此焊接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-191479号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在连接这些在表面/背面设置电极的太阳能电池的太阳能电池模块50或后接触型太阳能电池模块60中,通过焊接进行引板线54、66的连接的情况下,要进行约260℃高温下的连接处理,因此要担心太阳能电池51、61的翘曲。
另外,为了提高太阳能电池模块的输出,需要降低引板线54、66的电阻值,因此需要增大引板线54、66的截面积。然而,若增大引板线的截面积,则引板线自身的刚性变高,担心因伴随热膨胀的在引板线54、66与焊接点之间产生的内部应力,而引板线54、66的连接可靠性下降。而且,焊接中使用焊剂(flux),因此还要担心由于焊剂的残渣而太阳能电池51、61的密封树脂的剥落或粘接性的变差。
另外,还有在引板线54、66的连接中不用焊料而采用使成为粘接剂的绝缘性的热硬化性树脂组成物含有导电性粒子的导电性粘接膏的方法。在采用导电性粘接膏的连接中,经由导电性粘接膏在太阳能电池51、61的电极上配置引板线54、66,从引板线54、66之上进行热加压,从而由太阳能电池51、61的电极与引板线54、66夹持导电性粒子,由此谋求电导通及机械连接。然而,在采用导电性粘接膏的连接中,需要增加导电性粒子的含有量,以抑制连接电阻的上升。因此,担心因增加导电性粒子的含有量而热硬化性树脂会相对减少,从而引板线54、66的粘接强度下降。
而且,在近年的太阳能电池中,连接引板线54、66的导电性粘接剂中也要求速硬化性,以降低热加压造成的负荷。因此,使用反应速度快的利用自由基聚合来固化的导电性粘接剂。然而,令人担忧的是当反应速度快时,在由引板线54、66和太阳能电池51、61的电极夹持导电性粒子之前粘合剂树脂硬化,从而损害电连接可靠性。另外,令人担忧的是通过增加导电性粒子的含有量来想维持连接可靠性时,粘合剂树脂相对减少,从而引板线54、66的粘接强度下降。
因此,本发明的目的在于提供在利用导电性粘接剂进行连接的情况下也不损害导通可靠性、粘接强度的太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂及太阳能电池模块。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题,本发明所涉及的太阳能电池模块的制造方法,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体进行连接,在所述太阳能电池模块的制造方法中,具有:使导电性粘接剂介于上述太阳能电池的电极与上述连接用导体之间,将上述电极和上述连接用导体加热按压而使上述导电性粘接剂硬化,连接上述电极和上述连接用导体的工序,上述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,上述焊料粉在上述加热按压处理下与上述银粉反应,从而生成显示出比上述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。而且,导电性粘接剂含有具有焊剂活性的酸酐类硬化剂,焊料粉为Sn-Bi,Sn-Bi:银粉的质量比优选为2:1~1:2或者1:1.5~1.5:1。
另外,本发明所涉及的太阳能电池用导电性粘接剂,其中将在构成太阳能电池模块的太阳能电池形成的电极与连接用导体连接,所述连接用导体将形成在多个上述太阳能电池的上述电极彼此连接,在所述太阳能电池用导电性粘接剂中,热硬化性树脂含有焊料粉及银粉,上述焊料粉为Sn-Bi,Sn-Bi:银粉的质量比为2:1~1:2。
另外,本发明所涉及的太阳能电池模块,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体进行连接,在所述太阳能电池模块中,形成在上述太阳能电池的电极与上述连接用导体通过导电性粘接剂进行连接,上述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,上述焊料粉在上述加热按压处理下与上述银粉反应,从而生成显示出比上述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。
依据本发明,在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,上述焊料粉在上述加热按压处理下与上述银粉反应,从而生成显示出比上述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。因此,在使导电性粘接剂热硬化时,在达到热硬化处理温度之前焊料粉熔融,由此能够在热硬化性树脂中由比较少量的熔融的焊料粉形成经由银粉连续的网状物(金属的连续相),并发挥高的导通可靠性,并且相对增大热硬化性树脂的含有量,从而能够提高太阳能电池的电极与连接用导体的粘接强度。
附图说明
图1是示出太阳能电池模块的分解立体图;
图2是示出太阳能电池单元的受光面侧的立体图;
图3是示出太阳能电池单元的截面图;
图4是示出太阳能电池单元的制造工序的截面图;
图5是示出导电性粘接膜的截面图;
图6是示出太阳能电池模块的截面图;
图7是用于说明实施例的立体图;
图8是示出现有的太阳能电池模块的截面图;
图9是示出现有的太阳能电池模块的平面图。
具体实施方式
以下,参照附图,对适用本发明的太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池用导电性粘接剂及太阳能电池模块进行详细说明。此外,本发明并不仅限于以下的实施方式,在不脱离本发明的要点的范围内当然能进行各种变更。另外,附图是示意性的,各尺寸的比例等有与现实不同的情况。具体的尺寸等应当参考以下的说明进行判断。另外,附图相互间中显然包含互相的尺寸关系、比例不同的部分。
[太阳能电池模块]
对于适用本发明的太阳能电池模块1,举例说明p型电极和n型电极都设在太阳能电池的背面的所谓后接触型太阳能电池模块。
[太阳能电池]
如图1所示,太阳能电池模块1具有多个太阳能电池单元2通过作为内部连接器的连接用导体3串联连接的串接部4,并且具备排列多个该串接部4的矩阵5。而且,太阳能电池模块1是该矩阵5与密封粘接剂的片6及设在受光面侧的表面盖7一起成批层压而密封,最后,在周围安装铝等的金属架9而形成的。
作为密封粘接剂,例如使用乙烯-乙烯醇树脂(EVA)等的透光性密封材料。另外,作为表面盖7,例如,使用玻璃或透光性塑料等的透光性的材料。
[太阳能电池]
太阳能电池2中,作为光电转换元件,能够使用称为单晶硅型、多晶硅型、非晶硅型的硅光电转换元件或薄膜型、化合物型、色素增感型等的光电转换元件等。其中,太阳能电池2能够优选使用发电效率优异的单晶硅型的光电转换元件。
[pn电极]
如图2及图3所示,太阳能电池2在成为受光面的表面2a不形成电极,而在与受光面相反侧的背面2b形成极性不同的p型电极11及n型电极12。
太阳能电池2在背面2b交替地并排设置有线状的p型电极11及n型电极12,并且沿着一侧缘部设有与多个p型电极11的各一端连接的p型电极集电部13,并且沿着另一侧缘部设有与多个n型电极12的各一端连接的n型电极集电部14。p型电极集电部13及n型电极集电部14沿着太阳能电池2的相对置的一侧缘部及另一侧缘部而设置,且具有既定宽度。由此,太阳能电池2中,p型电极11及p型电极集电部13、n型电极12及n型电极集电部14分别形成为梳状,各自交错地进入梳痕之间。
这些p型电极11、n型电极12、p型电极集电部13及n型电极集电部14,例如,在太阳能电池2的背面2b以既定图案涂敷并烧成Ag膏等的导电性膏而形成。
而且,太阳能电池2中,通过后述的连接用导体3来电连接p型电极集电部13和邻接的太阳能电池2的n型电极集电部14,由此构成串联连接的串接部4。连接用导体3与p型电极集电部13及n型电极集电部14的连接是通过后述的导电性粘接膏20进行的。
[连接用导体]
接着,对连接太阳能电池2彼此的连接用导体3进行说明。如图3所示,连接用导体3在绝缘基板16上形成有布线17,具有例如用于将多个太阳能电池2串联连接的端子17a。作为绝缘基板16,能够使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺等的高分子树脂基板、玻璃纤维中浸渍绝缘树脂的复合材料等。另外,作为布线17、端子17a,能够使用铜、铝、铁-镍合金等。
此外,连接用导体3中,布线17上覆盖有绝缘层18。绝缘层18由绝缘材料构成,防止例如从EVA片释放出的醋酸气体的腐蚀。作为绝缘材料,可举出例如环氧树脂、丙烯树脂、尿烷树脂等,这些树脂既可以单独使用,也可以并用2种以上。另外,使这些树脂含有硅石、云母、氧化铝、硫酸钡等的无机粉末也可。
连接用导体3在设置在一个太阳能电池2A的背面2b的p型电极集电部13和设置在与该一个太阳能电池2A邻接的另一太阳能电池2B的背面2b的n型电极集电部14,分别经由后述的导电性粘接膏20等的导电性粘接剂配置有端子17a。而且,连接用导体3通过加热按压头或减压层压装置进行热加压,从而使导电性粘接膏20硬化。由此,多个太阳能电池2相互连接。
[导电性粘接剂]
接着,对于连接太阳能电池2的p型电极集电部13、n型电极集电部14与连接用导体3的导电性粘接剂进行说明。导电性粘接剂例如使用在成为粘接剂的热硬化性树脂组成物中含有焊料粉及银粉的导电性粘接膏20。
作为构成热硬化性树脂的硬化成分,能够使用通过与硬化剂进行热硬化处理而具有粘接作用的环氧树脂、酚醛树脂、尿烷树脂等,其中,为了使焊剂成分不活化,优选使用环氧树脂。作为这样的环氧树脂,可以例示双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂等的缩水甘油醚型环氧树脂。此外,能够适用一般众所周知的脂环式环氧树脂或含杂环环氧树脂等。
此外,在反应速度比较快的脂环式环氧树脂的情况下,随着它的使用,热硬化性树脂的硬化速度变快,因此优选使熔融的焊料粉更加迅速地形成网状物(金属的连续相)。在此情况下,使用更加低熔点的焊料粉即可。
另外,作为硬化剂,使用与硬化成分对应的硬化剂。在硬化成分为环氧树脂的情况下,在热硬化时不会产生气体,与环氧树脂混合时能够实现较长的适用期,另外,出于能够实现所得硬化物的电特性、化学特性及机械特性间的良好平衡,优选将酸酐用作为硬化剂。
另外,作为硬化剂,如果使用具有焊剂活性的硬化剂,能够在热硬化时,提高熔融的焊料相对于银粉的浸润性,并能通过在导电性粘接剂的热硬化物中比较少量熔融的焊料粉形成经由银粉连续的网状物(金属的连续相)。因此,不仅发挥较高的导通可靠性,而且相对增大热硬化性树脂的含有量,从而能够提高太阳能电池的电极和连接用导体的粘接强度。
作为使硬化剂显现焊剂活性的方法,可举出用公知的方法向硬化剂引入羧基、磺酰基、磷酸基等的质子酸基。其中,出于与环氧树脂的反应性,优选适用羧基。
因此,作为硬化成分为环氧树脂的情况下的优选硬化剂,能够举出存在游离的羧基的、三羧酸的单酸酐,优选为环己烷-1,2,4-三羧酸-1,2-酸酐。
热硬化性树脂中硬化成分和硬化剂的含有比例,因硬化成分或硬化剂的种类而有所不同,但在硬化成分为环氧树脂且硬化剂为三羧酸的单酸酐的情况下,无论环氧树脂的含有量相对过多还是过少,都硬化不充分,因此摩尔当量基准的当量比([环氧树脂]/[硬化剂])优选为1:0.5~1:1.5,更优选为1:0.8~1:1.2。
热硬化性树脂中,除了上述的硬化成分及硬化剂之外,在不损害发明效果的范围内能够添加与公知的热硬化性粘接剂配合的各种添加剂,例如,颜料、紫外线吸收剂、硬化催化剂、硅烷偶联剂。
热硬化性树脂能够通过将硬化成分、硬化剂及其他的添加剂用常法均匀混合而进行调整。
上述的热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉。银粉电阻小但熔点高,不会因热硬化性树脂的通常的热硬化处理时的加热而熔融,因此为了作为导电性粒子仅使用银粉而实现效率良好的导电性,需要使未熔融的银粉彼此接触。因此,会对热硬化性树脂配合大量的银粉,但是配合大量的银粉时,有热硬化性树脂的含有量相对减少而粘接力下降的担忧。因此,在本发明中,作为向热硬化性树脂配合的金属填料的全量的一部分,使用显示出热硬化温度附近的熔融温度的焊料粉,以熔融的焊料粉来使银粉间成为网状化(金属的连续相化)。
作为以这样的目的使用的焊料粉,具体而言,使用显示出比热硬化性树脂的热硬化处理温度低的熔融温度,且在热硬化性树脂的热硬化处理条件下与银粉反应,生成显示出比该焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金的材料。由此能够提高热硬化性树脂的硬化物的耐热性。
作为这样的焊料粉,能够优选举出Sn-Bi类焊料粉、Sn-In类焊料粉、Sn-Zn类焊料粉,其中,出于低温熔融性的观点,能够更优选Sn-Bi类焊料粉、Sn-In类焊料粉。作为Sn-Bi类焊料粉的具体例能够举出Sn-58Bi共晶类焊料粉(熔点139℃),作为Sn-In类焊料粉的具体例能够举出Sn-52In类焊料粉(熔点117℃),作为Sn-Zn类焊料粉的具体例能够举出Sn-9Zn类焊料粉(熔点199℃)。
作为银粉及焊料粉的粒子形状,能够举出球状、扁平状、粒状、针状等的形状。
银粉和焊料粉的质量比,具有前者过多时网状物(金属的连续相)变少的倾向,并且具有前者过少时高熔点焊料的生成量变少的倾向,因此优选质量比为1:2~2:1,更优选为1:1.5~1.5:1。
导电性粘接膏20通过用常法均匀地混合以上说明的金属填料和热硬化性树脂而进行调整,根据需要添加有机溶剂也可。在此,金属填料的热硬化性树脂中的含有量(由以下的式(1)定义的质量基准的金属填料填充率)具有过低时难以形成网状物(金属的连续相)的倾向,并且具有过高时热硬化性树脂的粘接力下降的倾向,因此优选为75~95%,更优选为80~90%。
金属填料填充率(%)
={金属填料/(金属填料+硬化成分+硬化剂)}×100 (1)。
[制造工序]
接着,参照图4说明太阳能电池模块1的制造工序。本发明的一个实施方式所涉及的太阳能电池模块1的制造方法,配置绝缘基板16,该绝缘基板16形成有与形成在太阳能电池2的背面2b的电极集电部13、14导通连接的端子17a,在该端子17a上涂敷导电性粘接膏20。接着,在绝缘基板16上承载密封粘接材料的片6a,并在其上层叠太阳能电池2。
此时,太阳能电池2进行形成在背面2b的p型电极集电部13及n型电极集电部14与连接用导体3的端子17a的对位。由此,连接用导体3横跨两个太阳能电池2间邻接的p型电极集电部13及n型电极集电部14而配置。
此外,涂敷到p型电极集电部13上的导电性粘接膏20不与附近的n型电极12接触,另外,涂敷n型电极集电部14上的导电性粘接膏20不与附近的p型电极11接触。同样如此,配置在p型电极集电部13上的连接用导体3的一个端子17a不与附近的n型电极12接触,另外,配置在n型电极集电部14上的连接用导体3的另一个端子17a不与附近的p型电极11接触。
接着,在太阳能电池2的受光面上承载密封粘接材料的片6b,并在其上承载表面盖7。而且,从该层叠体を表面盖7的上表面起在层压装置(减压层压装置)中通过加热器一边加热一边使之层压压接。由此,密封材料片6a、6b流动,并且太阳能电池2的电极集电部13、14和端子17a经由导电性粘接膏20电性、机械连接,并且硬化密封材料片6a、6b,从而层压密封该层叠体。
通过该热加压工序,导电性粘接膏20利用减压层压装置在既定温度(例如150~180℃)、既定压力(例如0.5~2.0MPa)下被既定时间热加压。此时,导电性粘接膏20在达到热硬化处理温度之前焊料粉熔融,由此由热硬化性树脂中比较少量熔融的焊料粉形成经由银粉连续的网状物(金属的连续相)。另外,导电性粘接膏20使热硬化性树脂从连接用导体3与p型电极集电部13及n型电极集电部14之间流出,并且夹持银粉、上述的网状物(金属的连续相),在该状态使热硬化性树脂硬化。由此,经由导电性粘接膏20,连接用导体3与p型电极集电部13及n型电极集电部14导通连接,相邻接的太阳能电池2串联连接。最后,在周围安装铝等的金属架9,从而完成太阳能电池模块1。
[效果]
依据太阳能电池模块1的制造方法,热硬化性树脂含有的焊料粉显示出比热硬化性树脂的热硬化处理温度低的熔融温度,且在热硬化性树脂的热硬化处理条件下与银粉反应,生成显示出比该焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。由此,在热硬化性树脂硬化之前,能够在硬化温度以下由热硬化性树脂中比较少量熔融的焊料粉形成经由银粉连续的高熔点焊料合金的网状物(金属的连续相),使连接用导体3的端子17a与太阳能电池2的各电极集电部13、14之间导通,随后热硬化性树脂热硬化。因此,太阳能电池模块1发挥较高的导通可靠性,并且使热硬化性树脂的含有量相对增大,能够提高太阳能电池的电极与连接用导体的粘接强度。
另外,导电性粘接膏20中,由于银粉具有高的热传导性,所以热硬化性树脂整体具有高的热传导性。因此,导电性粘接膏20在热加压工序中,具有速硬化性,加热时间成为短时间,抑制对太阳能电池2的热冲击,另外,能够缩短生产节拍时间。而且,在利用导电性粘接膏20制造的太阳能电池模块1中,熔融的焊料粉在热硬化处理下与银粉反应,生成显示出比该焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金,因此能够提高导电性粘接剂层的耐热性,并能提高机械连接可靠性。
[导电性粘接膜]
此外,导电性粘接剂除了导电性粘接膏20以外,如图5所示,还使热硬化性树脂含有膜形成树脂,从而作为膜状形成的导电性粘接膜21也可。膜形成树脂相当于平均分子量为10000以上的高分子量树脂,出于膜形成性的观点,优选为10000~80000左右的平均分子量。作为膜形成树脂,能够使用环氧树脂、改性环氧树脂、尿烷树脂、苯氧基树脂等的各种树脂,其中出于膜形成状态、连接可靠性等的观点适合使用苯氧基树脂。
导电性粘接膜21这样形成:即,将上述的金属填料和热硬化性树脂混合,并且将添加了适宜有机溶剂的树脂组成物涂敷到基底膜22上,通过使溶剂挥发,将热硬化性树脂层23层叠。作为基底膜22无特别限制,能够使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯:Poly EthyleneTerephthalate)、OPP(定向聚丙烯:Oriented Polypropylene)、PMP(聚-4-甲基戊烯-1:Poly-4-methlpentene-1),PTFE(聚四氨乙烯:Polytetrafluoroethylene)等。作为溶剂,能够使用甲苯、醋酸乙酯等、或者这些混合溶剂。
另外,导电性粘接膜21形成为带状并且卷绕在卷轴24而加以保管,在实际使用时,从卷轴24抽出,切成与形成在连接用导体3的端子17a大致相等的既定长度。随后,导电性粘接膜21在端子17a上临时粘贴热硬化性树脂层23,在剥离基底膜22之后,配置有太阳能电池2的p型电极集电部13及n型电极集电部14。太阳能电池2中,横跨形成在连接用导体3的端子17a间而配置有邻接的p型电极集电部13及n型电极集电部14,由此形成多个太阳能电池2通过连接用导体3连接的太阳能电池串接部4。随后,通过与上述的工序相同的工序形成太阳能电池模块1。
此外,导电性粘接膜22不限于形成为长尺寸状的卷轴形状,也可为对应于端子17a的短尺寸形状。
[表面/背面连接型的情况]
另外,在以上描述中以所谓的后接触型太阳能电池模块1为例进行了说明,但是本发明也能够适用在如图6所示,在受光面31a设有由p型电极和n型电极的一个构成的表面电极33、在与受光面31a相反侧的背面31b设有由p型电极和n型电极的另一个构成的背面电极34的太阳能电池31,经由成为连接用导体的引板线32连接多个的太阳能电池模块1。
引板线32使用例如50~300μm厚的带状铜箔,根据需要通过实施镀金、镀银、镀锡、镀焊料等而形成。另外,引板线32经由导电性粘接剂将一端侧配置在一个太阳能电池31的表面电极33上,将另一端侧配置在与一个太阳能电池31邻接的另一太阳能电池的背面电极34上。
在该情况下,作为使形成在太阳能电池31的表面电极33及背面电极34与引板线32导通连接的导电性粘接剂,也使用上述的导电性粘接膏20或导电性粘接膜21。导电性粘接膏20或导电性粘接膜21向形成在太阳能电池31的受光面31a及背面31b的表面电极33及背面电极34与引板线32之间供给,从引板线32之上利用未图示的加热按压头在既定温度、既定压力下,被既定时间加热按压而热硬化。
在该热加压工序中,导电性粘接剂直至热硬化性树脂硬化为止,能够由热硬化性树脂中比较少量熔融的焊料粉形成经由银粉连续的网状物(金属的连续相),在用引板线32和太阳能电池31的表面电极33及背面电极34夹持之后热硬化性树脂热硬化。因此,太阳能电池模块1发挥较高的导通可靠性,并且使热硬化性树脂的含有量相对增大,从而能够提高太阳能电池31的电极33、34与成为连接用导体的引板线32的粘接强度。
此外,在该情况下,导电性粘接膜21也可以取代基底膜22,或者在与基底膜22相反侧设置引板线32。
[实施例]
接着,对本发明的实施例进行说明。本实施例中,作为实施例及比较例,使用取代热硬化性树脂中含有的金属填料的多个导电性粘接膏,形成连接形成在玻璃基板上的Ag电极和形成在柔性基板(FPC)的连接端子的连接构造体样本,测定了Ag电极-连接端子间的导通电阻。
如图7所示,玻璃基板40中遍及整个表面而形成Ag全面电极41,在该Ag电极41上,将实施例及比较例所涉及的导电性粘接膏42印刷成为厚度200μm、直径5mm的圆形。其上,重叠预先将连接部分挖空成直径10mm的圆形的EVA片。FPC43形成有与导电性粘接剂的形状相同形状的连接端子44,将该连接端子44与更靠近EVA片的开口部的导电性粘接膏42对齐并重叠,用减压层压装置压接而制作连接构造体样本。
热压接的条件为160℃(导电性粘接膏的温度)、0.1MPa、20分钟。另外,连接构造体样本的Ag电极-连接端子间的导通电阻利用数字万能表,在连接初始和TCT(温度循环试验(Temperature Cycle Test):-40℃、30min←→125℃、30min;200循环)后进行测定。而且,将相对于连接初始的电阻值的电阻值的上升率不到15%的情况设为“○”、15%以上且不到30%设为“△”、30%以上的情况设为“×”。
构成导电性粘接膏的热硬化性树脂,是通过混合100质量份的作为硬化成分的双酚F型环氧树脂(三菱化学株式会社制:JER806)和80质量份的作为硬化剂的环己烷-1,2,4-三羧酸-1,2-酸酐(三菱瓦斯化学株式会社制:H-TMAn/H-TMAn-S)而获得。
实施例1中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)470质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)230质量份(Sn-Bi:银粉≈2:1)。
实施例2中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)420质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)280质量份(Sn-Bi:银粉=1.5:1)。
实施例3中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)350质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)350质量份(Sn-Bi:银粉=1:1)。
实施例4中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)450质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)450质量份(Sn-Bi:银粉=1:1)。
实施例5中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)280质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)420质量份(Sn-Bi:银粉=1:1.5)。
实施例6中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)230质量份以及银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)470质量份(Sn-Bi:银粉≈1:2)。
比较例1中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了银粉(福田金属箔粉工业株式会社制:AgC-224)700质量份(Sn-Bi:银粉=0:1)。
比较例2中,相对于上述的热硬化性树脂100质量份,作为金属填料混合了平均粒径20μm的Sn-58Bi焊料粉(三井金属矿业株式会社制:Sn-Bi焊料粉)700质量份(Sn-Bi:银粉=1:0)。
[表1]
如表1所示,在热硬化性树脂中作为金属填料含有焊料粉和银粉的实施例1~6中,TCT后的电阻值的上升率不到30%。这是因为在热硬化性树脂硬化之前,由热硬化性树脂中熔融的焊料粉形成经由银粉连续的网状物(金属的连续相),使玻璃基板40的Ag全面电极41与FPC43的连接端子44と之间导通,在该状态下热硬化性树脂热硬化。由此可知,在实施例1~6中,玻璃基板40的Ag全面电极41和FPC43的连接端子44牢固地连接,在TCT后也能发挥良好的导通性。
另一方面,在作为金属填料仅含有焊料粉或银粉之一的比较例1及比较例2中,初始导通电阻高,在TCT后,玻璃基板40的Ag全面电极41和FPC43的连接端子44之间开路,无法测定电阻值。
对比实施例1和其他的实施例,则在实施例1中,由于Ag粉比较少,所以高熔点焊料合金的生成量为比较少量,在TCT后电阻值稍稍上升。由此可知,银粉和焊料粉的质量比优选为1:2~2:1,更优选为1:1.5~1.5:1。
[标号说明]
1 太阳能电池模块,2 太阳能电池,3 连接用导体,4 串接部,5 矩阵,6 片,7 表面盖,11p 型电极,12n 型电极,13p 型电极集电部,14n 型电极集电部,16 绝缘基板,17布线,17a 端子,18 绝缘层,20 导电性粘接膏,21 导电性粘接膜,23 热硬化性树脂,24 卷轴,30 太阳能电池模块,31 太阳能电池,32 引板线,33 表面电极,34 背面电极。

Claims (9)

1.一种太阳能电池模块的制造方法,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体连接,所述太阳能电池模块的制造方法具有:
使导电性粘接剂介于所述太阳能电池的电极与所述连接用导体之间,
加热按压所述电极和所述连接用导体而使所述导电性粘接剂硬化,连接所述电极和所述连接用导体的工序,
所述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,
所述焊料粉在所述加热按压处理下与所述银粉反应,生成显示出比所述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。
2.如权利要求1所述的太阳能电池模块的制造方法,其中所述焊料粉为Sn-Bi、Sn-In或Sn-Zn。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池模块的制造方法,其中所述导电性粘接剂含有具有焊剂活性的酸酐类硬化剂。
4.如权利要求1所述的太阳能电池模块的制造方法,其中所述焊料粉为Sn-Bi,
Sn-Bi:银粉的质量比为2:1~1:2。
5.如权利要求1所述的太阳能电池模块的制造方法,其中所述连接用导体为FPC基板,
所述太阳能电池为后接触型。
6.一种太阳能电池用导电性粘接剂,其中连接在构成太阳能电池模块的太阳能电池形成的电极和连接用导体,该连接用导体将形成在多个所述太阳能电池的所述电极彼此连接,所述太阳能电池用导电性粘接剂中,
热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,
所述焊料粉为Sn-Bi,
Sn-Bi:银粉的质量比为2:1~1:2。
7.一种太阳能电池模块,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体而连接,所述太阳能电池模块中,
形成在所述太阳能电池的电极和所述连接用导体通过导电性粘接剂连接,
所述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,
所述焊料粉在加热按压处理下与所述银粉反应,生成显示出比所述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金。
8.一种太阳能电池模块的制造方法,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体连接,所述太阳能电池模块的制造方法具有:
使导电性粘接剂介于所述太阳能电池的电极与所述连接用导体之间,
加热按压所述电极和所述连接用导体而使所述导电性粘接剂硬化,连接所述电极和所述连接用导体的工序,
所述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,
所述焊料粉在所述加热按压处理下与所述银粉反应,生成显示出比所述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金,
所述导电性粘接剂含有具有焊剂活性的酸酐类硬化剂,
所述焊料粉为Sn-Bi,
Sn-Bi:银粉的质量比为2:1~1:2。
9.一种太阳能电池模块的制造方法,其中形成在多个太阳能电池的电极彼此经由连接用导体连接,所述太阳能电池模块的制造方法具有:
使导电性粘接剂介于所述太阳能电池的电极与所述连接用导体之间,
加热按压所述电极和所述连接用导体而使所述导电性粘接剂硬化,连接所述电极和所述连接用导体的工序,
所述导电性粘接剂在热硬化性树脂中含有焊料粉及银粉,
所述焊料粉在所述加热按压处理下与所述银粉反应,生成显示出比所述焊料粉的熔融温度更高的熔点的高熔点焊料合金,
所述导电性粘接剂含有具有焊剂活性的酸酐类硬化剂,
所述焊料粉为Sn-Bi,
Sn-Bi:银粉的质量比为1:1.5~1.5:1。
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