CN105324854A - 背接触式的太阳能电池模块的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电极间的导通可靠性能够得到提高的背接触式的太阳能电池模块的制造方法。本发明的太阳能电池模块的制造方法是背接触式的太阳能电池模块的制造方法,具备:第一配置工序,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极上;贴合工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,作为所述导电性粒子,使用具有基材粒子、和配置在所述基材粒子表面上的导电部的导电性粒子,所述导电部的外表面具有多个突起。
Description
技术领域
本发明涉及背接触式的太阳能电池模块的制造方法。
背景技术
作为太阳能电池模块的实施方式,有带式及背接触式等。以往,主要采用带式的太阳能电池模块。近年来,能够期待高输出功率及高转换效率的背接触式的太阳能电池模块的开发的期望日益增高。
背接触式的太阳能电池模块中,就太阳能电池单元的整体而言,使太阳能电池单元和挠性印刷基板相贴合。
下述专利文献1中公开有一种太阳能电池模块的制造方法,其包括:第一工序,将多个太阳能电池单元的背面朝向上且如模块的配置那样并列排列,进一步利用中继馈线对邻接的太阳能电池单元的P型电极和N型电极进行电连接,从而得到一连串的太阳能电池单元;第二工序,将密封材料、上述一连串的太阳能电池单元、密封材料及背面侧的保护部件依次叠层在前面侧的保护部件上且进行一体化。专利文献1中记载有一种利用Cu、Ag、Au、Pt、Sn或含有它们的合金等对挠性印刷基板的布线电极和太阳能电池单元的电极进行连接的方法。
另外,下述专利文献2中公开有一种太阳能电池模块的制造方法,其包括:在太阳能电池单元的表面电极上,经由含有球状的导电性粒子的导电性粘接剂对极耳线的一端侧进行配置,且在与上述太阳能电池单元邻接的太阳能电池单元的背面电极上,经由含有导电性粒子的导电性粘接剂对上述极耳线的另一端侧进行配置的工序;将上述极耳线热加压于上述表面电极及上述背面电极,利用上述导电性粘接剂将上述极耳线连接至上述表面电极及上述背面电极的工序。上述极耳线中,在与上述导电性粘接剂连接的一面上形成有凹凸部。上述凹凸部的平均高度(H)和导电性粒子的平均粒径(D)满足D≧H。
另外,近年来,提出了在挠性印刷基板的布线电极上选择性地配置导电性粒子。
下述专利文献3中公开有一种太阳能电池模块的制造方法,所述太阳能电池具备:基材、经由粘接剂层配设于该基材的一个表面的铝布线、具有与该铝布线连接的电极的太阳能电池单元、密封该太阳能电池单元的密封材料、配置于与上述密封材料的铝布线相反的一侧的表面上的透光性前面板。专利文献3所记载的制造方法包括:利用助熔剂预先除去上述铝布线的氧化被膜的工序;通过印刷或分配器将铝浆焊料涂布于上述铝布线的工序;利用上述铝浆焊料对上述铝布线及上述太阳能电池单元的电极进行连接的工序。上述铝浆焊料含有铝粉体和合成树脂。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-11869号公报
专利文献2:日本特开2012-204388号公报
专利文献3:日本特开2013-63443号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
有时在太阳能电池单元的电极表面上存在凹凸。另外,有时在挠性印刷基板的布线电极的表面上也存在凹凸。在使用了专利文献3所记载的铝浆焊料的情况下,由于电极表面的凹凸,有时铝浆焊料不能与电极表面充分接触。因此,电极间的导通可靠性有时变低。
另外,如专利文献3所记载,近年来,由于铜布线电极的价格高昂,因此,使用铝布线电极的期望日益增高。但是,就铝布线电极而言,容易在表面上形成氧化膜。因此,导通可靠性的降低容易成为较严重的问题。专利文献1~3所记载的太阳能电池模块的制造方法中,特别是对铝布线电极进行电连接时,存在难以充分提高导通可靠性的问题。
本发明的目的在于,提供一种背接触式的太阳能电池模块的制造方法,在背接触式的太阳能电池模块中,可以提高电极间的导通可靠性。
用于解决技术问题的方案
根据本发明广泛的方面,一种背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其包括:
第一配置工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极上;贴合工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接;或者,所述背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:第一配置工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述太阳能电池单元的所述电极上;贴合工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接,作为所述导电性粒子,使用具有基材粒子、和配置在所述基材粒子表面上的导电部的导电性粒子,所述导电部的外表面具有多个突起。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法的某个特定方面,所述第一配置工序中,在配置于所述挠性印刷基板或所述树脂膜上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述布线电极上的导电材料的量优选设为90重量%以上,更优选设为99重量%以上,或者,所述第一配置工序中,在配置于所述太阳能电池单元上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述电极上的导电材料的量优选设为90重量%以上,更优选设为99重量%以上。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法的某个特定方面,所述导电性粒子中的多个所述突起的平均高度为10nm以上、600nm以下。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法的某个特定方面,所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极为铝布线电极,或者,所述太阳能电池单元的所述电极为铝电极。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法的某个特定方面,其包括:第二配置工序,将不含导电性粒子的连接材料配置在所述太阳能电池单元的设有所述电极一侧的表面上;或者,所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:第二配置工序,将不含导电性粒子的连接材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的设有所述布线电极一侧的表面上,在所述贴合工序中,通过所述连接材料,将所述挠性印刷基板或所述树脂膜的未设置所述布线电极的部分与所述太阳能电池单元的未设置所述电极的部分进行贴合。
在本发明的太阳能电池模块的制造方法的某个特定方面,所述粘合剂树脂含有热固化性化合物和热固化剂。
发明的效果
本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:第一配置工序,用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极上;贴合工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接;或者,所述背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:第一配置工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述太阳能电池单元的所述电极上;贴合工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接,另外,作为所述导电性粒子,使用具有基材粒子、和配置在所述基材粒子表面上的导电部的导电性粒子,所述导电部的外表面具有多个突起,因此,可以提高电极间的导通可靠性。
附图说明
图1是表示按照本发明第一实施方式的背接触式的太阳能电池模块的制造方法得到的背接触式的太阳能电池模块的剖视图;
图2(a)~(c)是用于说明本发明第一实施方式的背接触式的太阳能电池模块的制造方法的各工序的剖视图;
图3(a)~(c)是用于说明本发明第二实施方式的背接触式的太阳能电池模块的制造方法的各工序的剖视图;
图4是表示本发明第一实施方式的太阳能电池模块的制造方法所使用的导电性粒子的剖视图;
图5是表示导电性粒子的第一变形例的剖视图;
图6是表示导电性粒子的第二变形例的剖视图。
标记说明
1…太阳能电池模块
2…挠性印刷基板
2a…布线电极
3…太阳能电池单元
3a…电极
4…连接部
4A…导电材料
4B…连接材料
5…背部片材
6…密封材料
21、21A、21B…导电性粒子
21a、21Aa、21Ba…突起
22…基材粒子
23、23A、23B…导电部
23a、23Aa、23Ba…突起
23Bx…第一导电部
23By…第二导电部
24…芯物质
具体实施方式
以下,说明本发明的详情。
(背接触式的太阳能电池模块的制造方法)
本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法中,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜、表面具有电极的太阳能电池单元和导电材料。上述导电材料含有导电性粒子和粘合剂树脂。
本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法具备以下的第一工序构成或具备以下的第二工序构成。
第一工序构成:本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法优选包括:第一配置工序,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述挠性印刷基板或上述树脂膜的上述布线电极上;贴合工序,将上述太阳能电池单元与上述挠性印刷基板或上述树脂膜进行贴合,并且使得上述太阳能电池单元的上述电极与上述挠性印刷基板或上述树脂膜的上述布线电极通过上述导电性粒子进行电连接。
第二工序构成:本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法优选具备:第一配置工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述太阳能电池单元的上述电极上;贴合工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,并将上述太阳能电池单元与上述挠性印刷基板或上述树脂膜进行贴合,并且使得上述太阳能电池单元的上述电极与上述挠性印刷基板或上述树脂膜的上述布线电极通过上述导电性粒子进行电连接。
本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法可以具备上述第一工序构成,也可以具备上述第二工序构成。
本发明的背接触式的太阳能电池模块的制造方法中,作为上述导电性粒子,使用具有基材粒子、和配置于上述基材粒子的表面上的导电部,且在上述导电部的外表面上具有多个突起的导电性粒子。
本发明中,由于具备上述构成,因此,特别是选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述挠性印刷基板或上述树脂膜的上述布线电极上,或者选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述太阳能电池单元的上述电极上,而且作为上述导电性粒子使用具有基材粒子和配置于上述基材粒子的表面上的导电部且在上述导电部的外表面上具有多个突起的导电性粒子,因此,就背接触式的太阳能电池模块而言,可以提高电极间的导通可靠性。其结果,可以提高初始的能量转换效率及可靠性试验后的能量转换效率。
选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述挠性印刷基板或上述树脂膜的上述布线电极上,或者,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在上述太阳能电池单元的所述电极上,由此,可以有效地提高电极间的导通可靠性。另外,选择性地将导电性粒子配置在布线电极上,因此,可以减少在挠性印刷基板或树脂膜的未设置布线电极的部分配置的导电性粒子的量。另外,选择性地将导电性粒子配置在电极上,因此,可以减少在太阳能电池单元的未设置电极的部分配置的导电性粒子的量。作为结果,可以减少太阳能电池模块整体所使用的导电性粒子的量,因此,可以降低太阳能电池模块的制造成本。
另外,上述导电性粒子具有基材粒子和配置于上述基材粒子表面上的导电部,由此,可高精度地控制电极间的间隔。另外,对应于电极间的间隔变动,导电性粒子容易变形,因此,可以提高电极间的导通可靠性。
另外,由于上述导电性粒子进一步通过在导电部的外表面上具有多个突起,即使在导电部的表面及电极的表面上形成了氧化膜,也可以通过突起刺破氧化膜。因此,电极间的导通可靠性提高。
有时在太阳能电池单元的电极表面上进一步存在凹凸。另外,有时在挠性印刷基板或树脂膜的布线电极的表面上也存在凹凸。因此,有时电极间的间隔不均匀。另外,挠性印刷基板或树脂膜比较柔软,因此,在连接后,随着挠性印刷基板或树脂膜的变形,有时电极间的间隔变得不均匀。与之相对,由于上述导电性粒子具有基材粒子和配置于上述基材粒子的表面上的导电部,因此导电性粒子易于变形,因此,可以缓和电极间的间隔大小,从而提高导通可靠性。
另外,基材粒子或导电性粒子的粒径越大,越更加能够缓和间隔的大小,可以扩大与布线的连接面积,因此,可以更进一步提高导通可靠性。
另外,由于上述导电性粒子在导电部的外表面上具有多个突起,电极间的间隔狭窄的区域被突起压碎或刺破电极,由此,实现导通,在电极间的间隔宽阔的区域中,在突起的前端附近实现导通。因此,上述导电性粒子通过在导电部的外表面上具有多个突起,可以提高导通可靠性。
另外,如果导电性粒子在导电性的表面具有突起,则该突起被埋入电极。因此,即使对太阳能电池模块施加冲击,也不易产生连接不良。因此,可以有效地提高导通可靠性,可以提高太阳能电池模块中的光电转换效率。
本发明人等最先发现:通过使用导电性的表面上具有突起的导电性粒子,用于对背接触式的太阳能电池模块的电极间进行电连接,而得到上述效果。特别是上述导电性粒子中的多个上述突起的平均高度为10nm以上且600nm以下,由此,更进一步有效地发挥上述效果。另外,本发明人等最初发现有关为了对背接触式的太阳能电池模块的电极间进行电连接,导电性粒子在导电部的外表面上具有突起的重要性及技术性的意义。
首先,参照附图更具体地说明背接触式的太阳能电池模块所使用的导电性粒子。以下的实施方式中,不同部分的构成可以相互置换。
图4是表示后面说明的图1所示的太阳能电池模块所使用的导电性粒子的剖视图。
图4所示的导电性粒子21具有基材粒子22和配置于基材粒子22的表面上的导电部23。导电部23为导电层。导电部23对基材粒子22的表面进行包覆。导电部23与基材粒子22连接。导电性粒子21是基材粒子22的表面被导电部23包覆而成的包覆粒子。
导电性粒子21在导电部23的外表面上具有多个突起21a。导电部23在外表面上具有多个突起23a。
导电性粒子21在基材粒子22的表面上具有多个芯物质24。导电部23对基材粒子22和芯物质24进行包覆。通过导电部23对芯物质24进行包覆,导电性粒子21在导电部23的外表面上具有多个突起21a。导电部23的外表面由于芯物质24而隆起,形成多个突起21a和23a。
图5是表示导电性粒子的第一变形例的剖视图。
图5所示的导电性粒子21A具有基材粒子22和配置于基材粒子22的表面上的导电部23A。导电部23A是导电层。导电性粒子21和导电性粒子21A中,仅在有无芯物质24方面不同。导电性粒子21A不具有芯物质。
导电性粒子21A在导电部23A的外表面上具有多个突起21Aa。导电部23A在外表面上具有多个突起23Aa。
导电部23A具有第一部分和厚度比该第一部分更厚的第二部分。因此,导电部23A在外表面(导电层的外表面)上具有突起23Aa。除多个突起21Aa和突起23Aa之外的部分是导电部23A的上述第一部分。多个突起21Aa和突起23Aa是导电部23A的厚度较厚的上述第二部分。
如导电性粒子21A,为了形成突起21Aa和突起23Aa,可以未必一定使用芯物质。
图6是表示导电性粒子的第二变形例的剖视图。
图6所示的导电性粒子21B具有基材粒子22和配置于基材粒子22的表面上的导电部23B。导电部23B是导电层。导电部23B具有配置于基材粒子22的表面上的第一导电部23Bx和配置于第一导电部23Bx的表面上的第二导电部23By。
导电性粒子21B在导电部23B的外表面上具有多个突起21Ba。导电部23B在外表面上具有多个突起23Ba。
导电性粒子21B在第一导电部23Bx的表面上具有多个芯物质24。第二导电部23By对第一导电部23Bx和芯物质24进行包覆。基材粒子22和芯物质24隔开间隔而配置。在基材粒子22和芯物质24之间存在第一导电部23Bx。通过第二导电部23By对芯物质24进行包覆,导电性粒子21B在导电部23B的外表面上具有多个突起21Ba。导电部23B及第二导电部23By的表面由于芯物质24而隆起,而形成多个突起21Ba和突起23Ba。
如导电性粒子21B,导电部23B可以具有多层结构。另外,为了形成突起21Ba和23Ba,可以将芯物质24配置于内层第一导电部23Bx上,且利用外层第二导电部23By对芯物质24及第一导电部23Bx进行包覆。
此外,导电性粒子21、导电性粒子21A、和导电性粒子21B在导电部23、导电部23A、和导电部23B的外表面上均具有多个突起21a、突起21Aa、和突起21Ba。
使用如上所述的导电性粒子21、导电性粒子21A、和导电性粒子21B等,在本发明中制作背接触式的太阳能电池模块。但是,如果导电性粒子具有基材粒子和配置于上述基材粒子的表面上的导电部,且在上述导电部的外表面上具有多个突起,则也可以使用导电性粒子21、导电性粒子21A、和导电性粒子21B以外的导电性粒子。
然后,参照附图对本发明一个实施方式的太阳能电池模块的制造方法进行更具体地说明。
图1中,以剖视图表示通过本发明一个实施方式的背接触式的太阳能电池模块的制造方法得到的背接触式的太阳能电池模块。
图1所示的太阳能电池模块1具备:挠性印刷基板2、太阳能电池单元3、连接挠性印刷基板2和太阳能电池单元3的连接部4。连接部4具有:由含有导电性粒子21的导电材料形成的第一连接部、由不含有导电性粒子的连接材料形成的第二连接部。除了导电性粒子21以外,还可以使用导电性粒子21A和导电性粒子21B等。
另外,太阳能电池模块1中,在挠性印刷基板2的与连接部4侧相反的一侧的表面配置有背部片材5。在太阳能电池单元3的与连接部4侧相反的表面上配置有密封材料6。可以在密封材料6的与太阳能电池单元3侧相反的表面上配置透光性基板等。
挠性印刷基板2在表面(上面)上具有多个布线电极2a。太阳能电池单元3在表面(下表面,背面)上具有多个电极3a。布线电极2a和电极3a利用1个或多个导电性粒子21而实现电连接。因此,挠性印刷基板2和太阳能电池单元3利用导电性粒子21进行电连接。上述第一连接部配置于布线电极2a和电极3a之间。上述第二连接部配置于挠性印刷基板2中未设置布线电极2a的部分和太阳能电池单元3中未设置电极3a的部分之间。上述第二连接部也可以配置于布线电极2a和电极3a之间。
除了表面上具有布线电极2a的挠性印刷基板2之外,可以使用表面上具有布线电极的树脂膜。
图1所示的太阳能电池模块可以经由例如以下图2(a)~(c)所示的工序而得到。
准备表面上具有布线电极2a的挠性印刷基板2。另外,还准备含有导电性粒子21和粘合剂树脂的导电材料4A。本实施方式中,粘合剂树脂使用含有热固化性化合物和热固化剂并具有热固化性的导电材料4A。有时导电材料4A是连接材料。然后,如图2(a)所示,在挠性印刷基板2的布线电极2a上选择性地配置导电材料4A(第一配置工序)。也可以在太阳能电池单元3的电极3a上选择性地配置导电材料4A,来代替在挠性印刷基板2的布线电极2a上选择性地配置导电材料4A。
上述第一配置工序中,不在挠性印刷基板上整体性均匀地涂布导电材料。优选尽可能地以布线电极为目标来配置导电材料,且优选仅在布线电极上配置导电材料。但是,也可以在挠性印刷基板的未设置布线电极的部分配置导电材料。在挠性印刷基板的未设置布线电极的部分配置的导电材料越少越好。
因此,上述第一配置工序中,配置于上述挠性印刷基板或上述树脂膜上的导电材料整体的100重量%中,或配置于上述太阳能电池单元上的导电材料整体的100重量%中,优选将配置于上述布线电极上或上述电极上的导电材料的量调整为90重量%以上,更优选为99重量%以上,进一步优选为100重量%(全部量)。
从更进一步提高配置精度的观点出发,上述导电材料的配置优选通过印刷或分配器的涂布进行。因此,上述导电材料优选为导电浆料。但是,上述导电材料也可以为导电膜。如果使用导电膜,则可以抑制配置后导电膜过渡的流动。另一方面,需要准备指定大小的导电膜。
另外,准备表面上具有电极3a的太阳能电池单元3。准备不含有导电性粒子的连接材料4B。连接材料4B含有热固化性化合物和热固化剂。如图2(b)所示,在太阳能电池单元3的设有电极3a一侧的表面上配置不含有导电性粒子的连接材料4B(第二配置工序)。此外,在太阳能电池单元3的电极3a上选择性地配置导电材料4A的情况下,准备表面上具有布线电极2a的挠性印刷基板。在挠性印刷基板2的设有布线电极2a一侧的表面配置不含有导电性粒子的连接材料4B(第二配置工序)。此外,也可以不配置不含有导电性粒子的连接材料。
然后,进行如下工序:对在上述第一配置工序中得到的配置有导电材料4A的挠性印刷基板2和在上述第二配置工序中得到的配置有连接材料4B的太阳能电池单元3进行贴合。即,如图2(c)所示,对挠性印刷基板2和太阳能电池单元3进行贴合(贴合工序),从而利用导电性粒子21对挠性印刷基板2的布线电极2a和太阳能电池单元3的电极3a进行电连接。在布线电极2a和电极3a之间配置有含有导电性粒子21的导电材料4A。在挠性印刷基板2的未设置布线电极的部分和太阳能电池单元3的未设置电极的部分之间配置有不含有导电性粒子的连接材料4B。
优选在上述贴合工序中进行加压。通过加压,突起有效地刺破导电部的表面或电极的表面的氧化膜。其结果,可以更进一步提高导通可靠性。上述加压的压力优选为9.8×104Pa以上,优选为1.0×106Pa以下。当上述加压的压力为上述下限以上及上述上限以下时,更进一步提高电极间的导通可靠性。
如上所述,利用导电材料4A及连接材料4B形成连接部4。另外,根据需要,通过配置背部片材5或密封材料6,可得到图1所示的太阳能电池模块1。
另外,优选在上述贴合工序中加热导电材料4A及连接材料4B。通过加热,使导电材料4A及连接材料4B固化,可以形成经过固化的连接部4。
上述加热的温度优选为50℃以上,更优选为100℃以上,优选为200℃以下,更优选为150℃以下。当上述加热的温度为上述下限以上及上述上限以下时,可以使固化充分地进行,并有效地提高连接可靠性。
图1所示的太阳能电池模块可以经由例如以下的图3(a)~(c)所示的工序而得到。
准备表面上具有布线电极2a的挠性印刷基板2。另外,准备含有导电性粒子21和粘合剂树脂的导电材料4A。如图3(a)所示,在挠性印刷基板2的布线电极2a上选择性地配置导电材料4A(第一配置工序)。可以在太阳能电池单元3的电极3a上选择性地配置导电材料4A,来代替在挠性印刷基板2的布线电极2a上选择性地配置导电材料4A。
另外,准备不含有导电性粒子的连接材料4B。在挠性印刷基板2的未设置布线电极2a的部分配置连接材料4B(第二配置工序)。第一配置工序和第二配置工序中,可以先进行第一配置工序,也可以先进行第二配置工序。第一配置工序和第二配置工序可以同时进行。
另外,如图3(b)所示,准备表面上具有电极3a的太阳能电池单元3。此外,在太阳能电池单元3的电极3a上选择性地配置导电材料4A的情况下,准备表面上具有布线电极2a的挠性印刷基板2。
然后,进行如下工序:对在上述第一配置工序、第二配置工序中得到的配置有导电材料4A及连接材料4B的挠性印刷基板2和太阳能电池单元3进行贴合。如图3(c)所示,对挠性印刷基板2和太阳能电池单元3贴合(贴合工序),从而利用导电性粒子21对挠性印刷基板2的布线电极2a和太阳能电池单元3的电极3a进行电连接。
如上所述,利用导电材料4A及连接材料4B形成连接部4。另外,根据需要,通过配置背部片材5或密封材料6,可得到图1所示的太阳能电池模块1。
作为设于上述挠性印刷基板或上述树脂膜的电极(布线电极)、以及设于上述太阳能电池单元的电极,可举出:金电极、镍电极、锡电极、铝电极、铜电极、银电极、钼电极及钨电极等金属电极。其中,优选为铜电极(铜布线电极)或铝电极(铝布线电极),特别优选为铝电极(铝布线电极)。特别优选为设于上述挠性印刷基板或上述树脂膜的布线电极为铝布线电极,或者设于上述太阳能电池单元的电极为铝电极。在该情况下,设于上述挠性印刷基板或上述树脂膜的布线电极、和设于上述太阳能电池单元的电极中,可以利用铝形成仅一种电极,也可以利用铝形成两种电极。设于上述挠性印刷基板或上述树脂膜的布线电极可以是铝布线电极,设于上述太阳能电池单元的电极可以是铝电极。在使用铝电极(铝布线电极)的情况下,更进一步发挥本发明的效果,特别是更进一步发挥导电性粒子的突起产生的效果。
以下,说明导电性粒子、导电材料及太阳能电池模块的其它详情。
(导电性粒子)
作为上述基材粒子,可举出:树脂粒子、除金属粒子以外的无机粒子、有机无机杂化粒子及金属粒子等。上述基材粒子优选为除金属粒子以外的基材粒子,更优选为树脂粒子、除去金属粒子以外的无机粒子或有机无机杂化粒子。
上述基材粒子优选为通过树脂形成的树脂粒子。在对电极间进行连接时,在将导电性粒子配置于电极间后,一般对导电性粒子进行压缩。如果基材粒子为树脂粒子,则通过压缩,导电性粒子易于变形,从而导电性粒子和电极的接触面积变大。因此,电极间的导通可靠性提高。
作为用于形成上述树脂粒子的树脂,可优选使用各种有机物。作为用于形成上述树脂粒子的树脂,可使用例如:聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚异丁烯、聚丁二烯等聚烯烃树脂;聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯等丙烯酸树脂;聚对苯二甲酸亚烷基酯、聚碳酸酯、聚酰胺、苯酚甲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂、苯并胍胺甲醛树脂、脲甲醛树脂、苯酚树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、脲树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜及由1种或2种以上的具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体发生聚合而得到的聚合物等。通过使具有烯属不饱和基团的各种聚合性单体的1种或2种以上进行聚合,可以设计及合成适于导电性材料的任意的具有压缩时的物性的树脂粒子。
在使具有烯属不饱和基团的单体进行聚合而得到上述树脂粒子的情况下,作为上述具有烯属不饱和基团的单体,可举出非交联性的单体和交联性的单体。
作为上述非交联性的单体,例如可举出:苯乙烯、α-甲基苯乙烯等苯乙烯类单体;(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酸酐等含羧基的单体;(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2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类;(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、(甲基)丙烯酸聚氧乙烯酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯基酯,(甲基)丙烯酸二环戊烯基羟乙酯,(甲基)丙烯酸二环戊基酯,1,3-金刚烷二醇二(甲基)丙烯酸酯等含有氧原子的(甲基)丙烯酸酯类;(甲基)丙烯腈等含腈单体;甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚等乙烯基醚类;乙酸乙烯基酯、丁酸乙烯基酯、月桂酸乙烯基酯、硬脂酸乙烯基酯等酸乙烯基酯类;乙烯、丙烯、异戊二烯、丁二烯等不饱和烃;(甲基)丙烯酸三氟甲酯、(甲基)丙烯酸五氟乙酯、氯乙烯、氟乙烯、氯苯乙烯等含卤素单体等。
作为上述交联性的单体,例如可举出:四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸甘油酯、二(甲基)丙烯酸甘油酯、(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯,1,4-丁烷二醇二(甲基)丙烯酸酯等多官能(甲基)丙烯酸酯类;三烯丙基(异)氰脲酸酯、三烯丙基偏苯三酸酯、二乙烯基苯、邻苯二甲酸二烯丙酯、二烯丙基丙烯酰胺、二烯丙基醚、γ-(甲基)丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、三甲氧基甲硅烷基苯乙烯、乙烯基三甲氧基硅烷等含硅烷单体等。
通过利用公知的方法使上述具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合,可以得到上述树脂粒子。作为该方法可举出:例如,在自由基聚合引发剂的存在下进行悬浮聚合的方法、以及使将非交联的种粒子与自由基聚合引发剂一起使单体溶胀来进行聚合的方法等。
在上述基材粒子为除金属粒子以外的无机粒子或有机无机杂化粒子的情况下,作为基材粒子材料的无机物,可举出二氧化硅及炭黑等。上述无机物优选除金属以外的无机物。作为由上述二氧化硅形成的粒子,没有特别限定,但可举出例如通过对具有2个以上的水解性烷氧基甲硅烷基的硅化合物进行水解而形成交联聚合物粒子后,通过根据需要进行烧成烧制而得到的粒子。作为上述有机无机杂化粒子,例如,可举出由交联的烷氧基甲硅烷聚合物和丙烯酸树脂形成的有机无机杂化粒子等。
在上述基材粒子为金属粒子的情况下,作为该金属粒子材料的金属,可举出:银、铜、镍、硅、金及钛等。但是,基材粒子优选不是金属粒子。
上述基材粒子的平均粒径优选为0.5μm以上,更优选为1μm以上,进一步优选为10μm以上,优选为500μm以下,更优选为100μm以下,进一步优选为50μm以下。上述基材粒子的平均粒径可以为20μm以下。当基材粒子的平均粒径为上述下限以上及上述上限以下时,在使用导电性粒子对电极间进行连接的情况下,导电性粒子和电极的接触面积充分变大,且在形成导电层时,不易形成凝聚的导电性粒子。另外,经由导电性粒子连接的电极间的间隔不会过大,且导电部不易从基材粒子的表面剥离。从对太阳能电池单元或挠性印刷基板的电路表面的凹凸产生的影响进行吸收的观点出发,优选上述基材粒子的平均粒径为10μm以上且50μm以下。
上述基材粒子的“平均粒径”表示数均粒径。树脂粒子的平均粒径通过利用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个树脂粒子,并算出平均值而求得。
上述导电部的厚度优选为5nm以上,更优选为10nm以上,进一步优选为20nm以上,特别优选为50nm以上,优选为1000nm以下,更优选为800nm以下,进一步优选为500nm以下,特别优选为400nm以下,最优选为300nm以下。在具有多个导电部的情况下,上述导电部的厚度表示多个导电部整体的厚度。当上述导电部的厚度为上述下限以上时,导电性粒子的导电性变得更进一步良好。当上述导电部的厚度为上述上限以下时,基材粒子和导电部的热膨胀率之差变小,导电部不易从基材粒子剥离。
作为在上述基材粒子的表面上形成上述导电部的方法,可举出通过无电解镀敷形成上述导电部的方法,以及通过电镀形成上述导电部的方法等。
上述导电部优选含有金属。作为上述导电部材料的金属没有特别限定。作为该金属,例如可举出:金、银、铜、白金、钯、锌、铅、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、锗、钨、钼及镉以及它们的合金等。另外,作为上述金属,也可以使用锡掺氧化铟(ITO)。上述金属可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
上述导电性粒子在导电部的外表面上具有多个突起。通过将上述芯物质埋入上述导电部中,可以在上述导电部的外表面上容易地形成突起。大多在通过导电性粒子被连接的电极的表面上形成有氧化膜。在使用具有突起的导电性粒子的情况下,通过在电极间配置导电性粒子并使之压接,利用突起有效地排除上述氧化膜。因此,电极和导电性粒子更进一步可靠地接触,电极间的连接电阻更进一步变低。另外,利用突起可有效地排除导电性粒子和电极之间的粘合剂树脂。因此,电极间的导通可靠性变高。
作为在上述导电性粒子的表面上形成突起的方法,可举出在基材粒子的表面上附着芯物质后,通过无电解镀敷形成导电部的方法;以及通过无电解镀敷在基材粒子的表面上形成导电部后,附着芯物质,进一步通过无电解镀敷形成导电部的方法;以及在通过无电解镀敷形成导电部的中途阶段,添加芯物质形成导电部的方法等。作为形成上述突起的其它方法可举出:在无电解镀敷形成中,通过在镀浴内反应生成芯物质而不添加芯物质,且通过无电解镀敷与芯物质一起形成导电层的方法等。作为在上述基材粒子的表面上附着芯物质的方法,可采用目前公知的方法。通过将上述芯物质埋入上述导电部中,易于使上述导电部在外表面上具有多个突起。但是,为了在导电性粒子及导电部的表面上形成突起,可以未必一定使用芯物质。上述芯物质优选配置于导电部的内部或内侧。
作为上述芯物质的材料,可举出导电性物质及非导电性物质。作为上述导电性物质,例如,可举出:金属、金属的氧化物、石墨等导电性非金属及导电性聚合物等。作为上述导电性聚合物可举出聚乙炔等。作为上述非导电性物质可举出:二氧化硅、氧化铝及氧化锆等。其中,由于可以提高导电性,并可以进一步有效地降低连接电阻,因此优选为金属。上述芯物质优选为金属粒子。
作为上述金属,例如可举出:金、银、铜、白金、锌、铁、铅、锡、铝、钴、铟、镍、铬、钛、锑、铋、锗及镉等金属,以及锡-铅合金、锡-铜合金、锡-银合金、锡-铅-银合金及碳化钨等由2种以上的金属构成的合金等。特别优选为镍、铜、银或金。作为上述芯物质材料的金属,可以与作为上述导电部材料的金属相同,也可以不同。上述芯物质的材料优选含有镍。另外,作为上述金属的氧化物,可举出氧化铝、二氧化硅及氧化锆等。
上述芯物质的形状没有特别限定。芯物质的形状优选为块状。作为芯物质,例如可举出粒子状的块、多个微小粒子凝聚而成的凝聚块及无定形的块等。
上述芯物质的平均径(平均粒径)优选为0.001μm以上,更优选为0.05μm以上,优选为0.9μm以下,优选为0.6μm以下,更优选为0.4μm以下,进一步优选为0.2μm以下。当上述芯物质的平均径为上述下限以上及上述上限以下时,有效地降低电极间的连接电阻。
上述芯物质的“平均径(平均粒径)”表示数平均径(数均粒径)。芯物质的平均径通过利用电子显微镜或光学显微镜观察任意50个芯物质,并算出平均值而求得。
每一个上述导电性粒子的上述突起的数量优选为10个以上,更优选为50个以上,进一步优选为100个以上。上述突起的数量也可以为3个以上,也可以为5个以上。上述突起的数量的上限没有特别限定。上述突起的数量优选为1000个以下,更优选为800个以下。上述突起的数的上限可考虑导电性粒子的粒径等而适当选择。
从更进一步提高导通可靠性的观点出发,多个上述突起的平均高度优选为10nm以上,更优选为50nm以上,进一步优选为200nm以上,优选为600nm以下,更优选为500nm以下。多个上述突起的平均高度也可以为300nm以下。上述突起的平均高度为上述下限以上及上述上限以下时,有效地降低电极间的连接电阻。
从更进一步提高导通可靠性的观点出发,多个上述突起的平均高度与上述导电部的厚度之比优选为0.1以上,更优选为0.5以上,优选为3.0以下,更优选为2.0以下。
上述突起的高度表示:连结导电性粒子的中心和突起前端的线(图4中所示的虚线L1)上,从假定没有突起时的导电部的虚拟线(图4中所示的虚线L2)上(假定没有突起时的球状的导电性粒子的外表面上)到突起前端的距离。即,图4中,表示从虚线L1和虚线L2的交点到突起的前端的距离。
(导电材料及连接材料)
上述导电材料含有上述的导电性粒子和粘合剂树脂。上述粘合剂树脂没有特别限定。作为上述粘合剂树脂,可以使用公知的绝缘性树脂。
上述粘合剂树脂、上述导电材料及上述连接材料优选含有热塑性成分或热固化性成分。上述粘合剂树脂、上述导电材料及上述连接材料可以含有热塑性成分,也可以含有热固化性成分。上述粘合剂树脂、上述导电材料及上述连接材料优选含有热固化性成分。上述粘合剂树脂、上述导电材料及上述连接材料优选含有通过加热可固化的固化性化合物(热固化性化合物)和热固化剂。通过上述加热可固化的固化性化合物和上述热固化剂以适当的配合比使用,使上述粘合剂树脂固化。
作为上述热固化性化合物,可举出:环氧化合物、环硫化合物、(甲基)丙烯酸化合物、苯酚化合物、氨基化合物、不饱和聚酯化合物、聚氨酯化合物、有机硅化合物及聚酰亚胺化合物等。上述热固化性化合物可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为上述热固化剂,可举出:咪唑固化剂、胺固化剂、苯酚固化剂、多硫醇固化剂、酸酐及热阳离子固化引发剂等。上述热固化剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
上述导电材料100重量%中,上述粘合剂树脂的含量优选为10重量%以上,更优选为30重量%以上,进一步优选为50重量%以上,特别优选为70重量%以上,优选为99.99重量%以下,更优选为99.9重量%以下。当上述粘合剂树脂的含量为上述下限以上及上述上限以下时,导电性粒子有效地配置于电极间,可更进一步提高连接可靠性。
上述导电材料100重量%中,上述导电性粒子的含量优选为0.01重量%以上,更优选为0.1重量%以上,优选为80重量%以下,更优选为60重量%以下,进一步优选为40重量%以下,特别优选为20重量%以下,最优选为10重量%以下。当上述导电性粒子的含量为上述下限以上及上述上限以下时,更进一步提高电极间的导通可靠性。
以下,举出实施例及比较例,具体地说明本发明。本发明不仅限定于以下的实施例。
(实施例1)
(1)导电性粒子的制备
准备二乙烯基苯聚合物粒子(平均粒径3μm)。对上述聚合物粒子进行蚀刻并水洗。然后,在含有8重量%的钯催化剂的钯催化剂溶液100mL中添加聚合物粒子,进行搅拌。然后,进行过滤、洗净。向pH6的0.5重量%二甲胺硼烷液中添加聚合物粒子,得到附着有钯的聚合物粒子。
将附着有钯的聚合物粒子在离子交换水300mL中搅拌3分钟,使之分散,得到分散液。然后,用3分钟将1g的镍粒子浆液(作为芯物质的镍粒子的平均粒径150nm)添加至上述分散液中,得到附着有芯物质的聚合物粒子。
使用附着有芯物质的聚合物粒子,通过无电解镀敷法在聚合物粒子的表面上形成镍层。制备在镍层的外表面上具有多个突起的导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。多个突起的平均高度为150nm。
(2)导电材料(导电浆料)的制作
配合20重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(ADEKA株式会社制造的“EP-3300P”)、15重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLONHP-4032D”)、10重量份的作为热固化剂的咪唑的胺加成物(味之素精细化学株式会社制造的“PN-F”)、1重量份的作为固化促进剂的2-乙基-4-甲基咪唑和20重量份的作为填料的氧化铝(平均粒径0.5μm),进一步添加导电性粒子,使其在得到的导电浆料100重量%中的含量为10重量%,然后,使用行星式搅拌机以2000rpm搅拌5分钟,由此,得到导电材料。
(3)连接材料(浆料)的制备
配合20重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(ADEKA株式会社制造的“EP-3300P”)、15重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLONHP-4032D”)、10重量份的作为热固化剂的咪唑的胺加成物(味之素精细化学株式会社制造的“PN-F”)、1重量份的作为固化促进剂的2-乙基-4-甲基咪唑、20重量份的作为填料的氧化铝(平均粒径0.5μm),从而得到连接材料。
(4)太阳能电池模块的制备
准备表面上具有铝布线电极的挠性印刷基板(L/S=50μm/50μm)。另外,准备表面上具有铜电极的太阳能电池单元(L/S=50μm/50μm)。
使用分配器选择性地在挠性印刷基板的布线电极上涂布导电材料,局部形成厚度为50μm的导电材料层。挠性印刷基板上的全部导电材料配置于布线电极上。即,配置于挠性印刷基板上的导电材料整体的100重量%中,配置于布线电极上的导电材料的量为100重量%。
另外,在太阳能电池单元的设有电极一侧的表面上通过印刷对整体涂布连接材料,形成厚度为100μm的连接材料层。
然后,使挠性印刷基板和太阳能电池单元贴合,使挠性印刷基板的铝布线电极和太阳能电池单元的铜电极通过导电性粒子而实现电连接。此时,在150℃的氛围下,配置挠性印刷基板和太阳能电池单元,使其夹入于玻璃基材和EVA膜中并进行5分钟的真空层压。通过层压时的加热,使导电材料层及连接材料层固化而形成连接部。得到通过导电性粒子对挠性印刷基板的铝布线电极和太阳能电池单元的铜电极进行电连接的太阳能电池模块。
(实施例2)
除了配置于挠性印刷基板上的导电材料的整体100重量%中,将配置于布线电极上的导电材料的量变更成99重量%以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例3)
除了配置于挠性印刷基板上的导电材料的整体100重量%中,将配置于布线电极上的导电材料的量变更成90重量%以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例4)
除了配置于挠性印刷基板上的导电材料的整体100重量%中,将配置于布线电极上的导电材料的量变更成85重量%以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例5)
除了改变芯物质的平均粒径且将导电性粒子的多个突起的平均高度变更成20nm以外,与实施例1一样,得到导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。多个突起的平均高度为50nm。使用得到的导电性粒子与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例6)
除了改变芯物质的平均粒径且将导电性粒子的多个突起的平均高度变更成300nm以外,与实施例1一样,得到导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。多个突起的平均高度为350nm。使用得到的导电性粒子与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例7)
除了将太阳能电池单元的电极从铜电极变更成铝电极以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(实施例8)
(1)导电性粒子的制备
准备由苯乙烯和丙烯酸异冰片酯形成的共聚合物粒子(平均粒径20μm)。对上述聚合物粒子进行蚀刻,并进行水洗。然后,向含有8重量%的钯催化剂的钯催化剂溶液100mL中添加聚合物粒子,进行搅拌。然后,进行过滤、洗净。向pH6的0.5重量%二甲胺硼烷液中添加聚合物粒子,而得到附着有钯的聚合物粒子。
将附着钯的聚合物粒子在离子交换水300mL中搅拌3分钟使之分散,得到分散液。然后,用3分钟将3g的镍粒子浆液(作为芯物质的镍粒子的平均粒径400nm)添加至上述分散液中,得到附着有芯物质的聚合物粒子。
使用附着有芯物质的聚合物粒子,通过无电解镀敷法在聚合物粒子的表面上形成镍层。制作在镍层的外表面上具有多个突起的导电性粒子。此外,镍层的厚度为0.1μm。多个突起的平均高度为450nm。
(2)导电材料(导电浆料)的制备
配合20重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLON850”)、20重量份的作为热固化性化合物的环氧化合物(DIC株式会社制造的“EPICLONN-770”)、20重量份的作为潜在性热固化剂的微胶囊型固化剂(旭化成E-MATERIALS株式会社制造的“NOVACUREHX-3742”)、1重量份的硅烷偶联剂(信越化学工业株式会社制造的“KBM-403”)、20重量份的作为填料的氧化铝(平均粒径0.5μm),进一步添加导电性粒子,使其在得到的导电浆料100重量%中的含量成为1重量%,然后,使用行星式搅拌机以1000rpm搅拌5分钟,由此,得到导电材料。
(3)太阳能电池模块的制备
准备表面上具有铝布线电极的挠性印刷基板(L/S=300μm/300μm)。另外,准备表面上具有铝电极的太阳能电池单元(L/S=300μm/300μm)。
在挠性印刷基板的布线电极上,使用筛网印刷机选择性地涂布导电材料,从而局部地形成厚度为50μm的导电材料层。将挠性印刷基板上的全部导电材料配置于布线电极上。即,配置于挠性印刷基板上的导电材料的整体100重量%中,配置于布线电极上的导电材料的量为100重量%。
另外,在太阳能电池单元的设有电极一侧的表面上未涂布连接材料。
然后,使挠性印刷基板和太阳能电池单元贴合,从而通过导电性粒子对挠性印刷基板的铝布线电极和太阳能电池单元的铝电极进行电连接。此时,在150℃的氛围下,配置挠性印刷基板和太阳能电池单元使其夹入于玻璃基材和EVA膜中,并进行5分钟的真空层压。通过层压时的加热,使导电材料层固化而形成连接部。得到通过导电性粒子对挠性印刷基板的铝布线电极和太阳能电池单元的铝电极进行电连接的太阳能电池模块。
(实施例9)
除了使用由苯乙烯和丙烯酸异冰片酯形成的共聚合物粒子(平均粒径10μm)以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(实施例10)
将镍粒子浆料的镍粒子的平均粒径变更成150nm,从而得到在所得的镍层的外表面上具有多个突起的导电性粒子。导电性粒子的镍层的厚度为0.1μm,多个突起的平均高度为200nm。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(实施例11)
使用实施例1中使用的聚合物粒子,不使用镍粒子浆液,通过反应在镀浴内生成镍芯物质,且使无电解镍镀与生成的芯物质一起共析出,由此,得到镍层的外表面上具有多个突起的导电性粒子。导电性粒子的镍层的厚度为0.1μm,多个突起的平均高度为250nm。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(实施例12)
除了在制备太阳能电池模块时使用表面具有铝布线电极的树脂膜以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(实施例13)
与实施例8一样,得到附着有芯物质的聚合物粒子。在该聚合物粒子的表面上通过无电解镀敷法形成铜层,由此,制作铜层的外表面上具有多个突起的导电性粒子。此外,铜层的厚度为0.1μm,多个突起的平均高度为450nm。除了使用得到的导电性粒子以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(实施例14)
除了在制备太阳能电池模块时,使用筛网印刷机选择性地在太阳能电池单元的布线电极上涂布导电材料而局部地形成厚度为50μm的导电材料层以外,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(比较例1)
除了在挠性印刷基板的整个面上涂布导电材料以及使用未涂布连接材料的太阳能电池单元以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(比较例2)
准备实施例1中得到的聚合物粒子。使用该聚合物粒子,通过无电解镀敷法在聚合物粒子的表面上形成镍层,制作导电性粒子。比较例2中,在导电性粒子的导电部的表面上未形成突起。使用得到的导电性粒子与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(比较例3)
除了将导电材料(导电浆料)变更成焊料浆料以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(比较例4)
除了将导电材料(导电浆料)变更成Ag浆料以外,与实施例1一样,得到太阳能电池模块。
(比较例5)
准备实施例8中得到的聚合物粒子。使用该聚合物粒子,通过无电解镀敷法在聚合物粒子的表面上形成镍层,制作导电性粒子。比较例5中,在导电性粒子的导电部的表面上未形成突起。使用得到的导电性粒子与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(比较例6)
准备实施例8中得到的聚合物粒子。通过无电解镀敷法在该聚合物粒子的表面上形成铜层,制作导电性粒子。比较例6中,在导电性粒子的导电部的表面上未形成突起。使用得到的导电性粒子,与实施例8一样,得到太阳能电池模块。
(评价)
(1)初始的能量转换效率
测定得到的太阳能电池模块中的能量转换效率。另外,通过下述基准判定初始的能量转换效率。
[初始的能量转换效率的评价基准]
○○○○:能量转换效率超过22%
○○○:能量转换效率超过20%且为22%以下
○○:能量转换效率超过18%且为20%以下
○:能量转换效率超过16%且为18%以下
△:能量转换效率超过14%且为16%以下
×:能量转换效率为14%以下
(2)可靠性试验后的能量转换效率
对得到的太阳能电池模块,利用循环试验机进行200个循环的下述循环试验:在-40℃~90℃下、保持时间为30分钟、温度变化率为87℃/时间,然后,测定能量转换效率。通过下述的基准判定可靠性试验后的能量转换效率。
[可靠性试验后的能量转换效率的评价基准]
○○○○:能量转换效率超过22%
○○○:能量转换效率超过20%且为22%以下
○○:能量转换效率超过18%且为20%以下
○:能量转换效率超过16%且为18%以下
△:能量转换效率超过14%且为16%以下
×:能量转换效率为14%以下
将结果示于下述表1中。
[表1]
初期能量转换效率 | 可靠性试验后的能量转换效率 | |
实施例1 | ○○○ | ○○○ |
实施例2 | ○○○ | ○○○ |
实施例3 | ○○ | ○○ |
实施例4 | ○ | ○ |
实施例5 | ○○ | ○ |
实施例6 | ○○○ | ○○○ |
实施例7 | ○○○ | ○○○ |
实施例8 | ○○○○ | ○○○○ |
实施例9 | ○○○○ | ○○○ |
实施例10 | ○○ | ○○ |
实施例11 | ○○○ | ○○○ |
实施例12 | ○○○○ | ○○○○ |
实施例13 | ○○○ | ○○ |
实施例14 | ○○○○ | ○○○○ |
比较例1 | △ | × |
比较例2 | × | × |
比较例3 | ○○ | × |
比较例4 | ○○ | × |
比较例5 | × | × |
比较例6 | ○○○ | × |
此外,在实施例1中,太阳能电池单元使用铜电极,实施例7中,太阳能电池单元使用铝电极。在实施例1和实施例7中,初始的能量转换效率及可靠性试验后的能量转换效率的通过上述基准的评价结果相同,但就铝电极而言,通过使用具备本发明结构的导电性粒子,与使用不具备本发明结构的导电性粒子的情况相比,确认了更有效地显现出本发明的效果。此外,实施例1~13及比较例1的每个单粒子的突起数量约为300个~约900个。
Claims (7)
1.一种背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其包括:
第一配置工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极上;
贴合工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接;或者,
所述背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:
第一配置工序,使用表面具有电极的太阳能电池单元,并选择性地将含有导电性粒子和粘合剂树脂的导电材料配置在所述太阳能电池单元的所述电极上;
贴合工序,使用表面具有布线电极的挠性印刷基板或表面具有布线电极的树脂膜,并将所述太阳能电池单元与所述挠性印刷基板或所述树脂膜进行贴合,并且使得所述太阳能电池单元的所述电极与所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极通过所述导电性粒子进行电连接,
作为所述导电性粒子,使用具有基材粒子、和配置在所述基材粒子表面上的导电部的导电性粒子,所述导电部的外表面具有多个突起。
2.如权利要求1所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述第一配置工序中,在配置于所述挠性印刷基板或所述树脂膜上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述布线电极上的导电材料的量为90重量%以上,或者,
所述第一配置工序中,在配置于所述太阳能电池单元上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述电极上的导电材料的量为90重量%以上。
3.如权利要求2所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述第一配置工序中,在配置于所述挠性印刷基板或所述树脂膜上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述布线电极上的导电材料的量为99重量%以上,或者,
所述第一配置工序中,在配置于所述太阳能电池单元上的导电材料的整体100重量%中,配置于所述电极上的导电材料的量为99重量%以上。
4.如权利要求1~3中任一项所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述导电性粒子中的多个所述突起的平均高度为10nm以上、600nm以下。
5.如权利要求1~4中任一项所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其中,
所述挠性印刷基板或所述树脂膜的所述布线电极为铝布线电极,或者,
所述太阳能电池单元的所述电极为铝电极。
6.如权利要求1~5中任一项所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其包括:
第二配置工序,将不含导电性粒子的连接材料配置在所述太阳能电池单元的设有所述电极一侧的表面上;或者,
所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法包括:
第二配置工序,将不含导电性粒子的连接材料配置在所述挠性印刷基板或所述树脂膜的设有所述布线电极一侧的表面上,
在所述贴合工序中,通过所述连接材料,将所述挠性印刷基板或所述树脂膜的未设置所述布线电极的部分与所述太阳能电池单元的未设置所述电极的部分进行贴合。
7.如权利要求1~6中任一项所述的背接触式的太阳能电池模块的制造方法,其中,所述粘合剂树脂含有热固化性化合物和热固化剂。
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Legal Events
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20200110 |
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AD01 | Patent right deemed abandoned |