JP2001237444A - 薄膜光電変換装置の配線接続方法 - Google Patents

薄膜光電変換装置の配線接続方法

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JP2001237444A
JP2001237444A JP2000044032A JP2000044032A JP2001237444A JP 2001237444 A JP2001237444 A JP 2001237444A JP 2000044032 A JP2000044032 A JP 2000044032A JP 2000044032 A JP2000044032 A JP 2000044032A JP 2001237444 A JP2001237444 A JP 2001237444A
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photoelectric conversion
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solder
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Masayuki Tanda
真之 反田
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半田付けによる配線接続を行っても、薄膜電
極の剥離が生ずることがなく、また環境上も好適な薄膜
光電変換装置の配線接続方法を提供する。 【解決手段】 電気絶縁性を有する可撓性基板11上に
光電変換素子および電極の薄膜を形成し、出力用の配線
31,32とともに封止材4により封止してなる薄膜光
電変換装置の配線接続方法において、配線31と薄膜電
極21とを所定間隔でかつスポット状に半田付けして接
続することにより、前記剥離問題を解消する。また、薄
膜電極の表面上に、半田51をあらかじめ所定間隔でか
つスポット状に接合しておき、この半田の上に配線を載
置して加熱・半田付けして接続する2工程の半田付け接
続とすることにより、熱的影響をさらに軽減する。さら
に半田材料としては、鉛を含まない組成からなる低融点
の無鉛半田を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気絶縁性を有
するフィルム基板上に光電変換素子および電極の薄膜を
形成し、出力用の配線とともに電気絶縁性材料により封
止してなる薄膜光電変換装置(以下、薄膜太陽電池とも
いう。)の配線接続方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、環境保護の立場から、クリーンな
エネルギーの研究開発が進められている。中でも、太陽
電池はその資源(太陽光)が無限であること、無公害で
あることから注目を集めている。同一基板上に形成され
た複数の太陽電池素子が、直列接続されてなる太陽電池
(光電変換装置)の代表例は、薄膜太陽電池である。
【0003】上記の薄膜太陽電池は、フレキシブルな電
気絶縁性フィルム基板上に、薄膜の第1電極層(下電極
層)、光電変換層および第2電極層(透明電極層)を積
層してなる光電変換素子が複数形成されている。ある光
電変換素子の第1電極と隣接する光電変換素子の第2電
極を電気的に接続することを繰り返すことにより、最初
の光電変換素子の第1電極と最後の光電変換素子の第2
電極とに必要な電圧を出力させることができる。
【0004】上記のような薄膜太陽電池は、屋外に設置
されるため、耐候性の確保と、設置作業時の損傷防止を
目的として、例えば、エチレンビニルアセテート(EV
A)等の接着剤を介して、さらに耐候性の高いフッ素系
樹脂、例えば、ETFE(エチレン・四フッ化エチレン
共重合体)等よりなる防湿フィルムにより封止される。
【0005】図5に、防湿フィルムでラミネートされた
太陽電池モジュールの一例を示す。図5(a)は透視平
面図、図5(b)は図5(a)におけるXX断面図であ
る。所定の間隔をおいて並べられた太陽電池ユニット1
uは、その両外側に配置される、例えばSn/Cu/Sn材料か
らなる、金属箔である内部配線2と、太陽電池ユニット
1uの裏面電極(薄膜電極)と接続する導電性粘着剤付
きAl箔/PET(ポリエチレンテレフタレート)であ
る補助配線5と共に、接着剤(EVA)3を介して、メ
ッシュ状プラスチック繊維6および耐候性の高いフッ素
フィルム、例えばETFE(エチレン・四フッ化エチレ
ン共重合体)製の防湿フィルム4でラミネートされ、受
光側と反対側(非受光側)はEVA3を介してETFE
フィルム4がラミネートされて封止される。
【0006】なお、ラミネートされた上記のものは15
0℃で真空加熱処理し、EVAの架橋硬化を行い、また
ETFEを接着する。これにより、太陽電池の裏面電
極、補助配線5および内部配線2間の電気的接続の安全
性を確保する。また、上記の長尺のラミネートフィルム
から、図5のCC部で裁断して、所定数の太陽電池ユニ
ット1uを含む太陽電池モジュールMを得る。
【0007】ところで、一般に基板上の電極と配線を半
田付けにより接続する手法は、光電変換装置に限らず広
く用いられているが、前記可撓性基板を用いた光電変換
装置においては基板上の電極が薄膜であることが多く、
半田付け時の加熱により電極が剥離する等の問題がある
ため、配線の接続方法としては、上記のように導電性粘
着剤付テープを用いる方法が用いられてきた。
【0008】光電変換装置における従来の配線接続方法
について、この発明に関わる以降の説明の便宜上、図3
の薄膜電極と配線の接続部分に着目した配線接続方法の
概念的模式図を用いて、その要点を以下に述べる。図3
において、前記図5における内部配線2および補助配線
5に相当する配線は、それぞれ32および50であっ
て、配線50としては、従来導電性粘着剤付テープが使
用されている。
【0009】図3において、11は可撓性基板、21は
薄膜電極、4は封止材であり、図3は、薄膜電極21に
対し配線50が導電性粘着剤によって接続された状態を
模式的に示す。
【0010】また、光電変換装置において基板上の電極
と配線を半田付けする場合もあり、この場合には、共晶
半田に代表される錫−鉛共晶系合金(63%錫−37%
鉛合金の場合、融点は183℃)を半田材として用い、
図4に示すように、半田61により線状に半田付けする
のが一般的であった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のよう
な従来の配線接続方法においては、下記のような問題が
あった。
【0012】まず、これまで薄膜光電変換装置の配線材
として用いられてきた導電性粘着剤付テープ等の粘着系
配線は半田付けによる配線に比べると湿気に弱く耐候性
に劣る問題があった。また、可撓性基板上の薄膜電極に
前記のような通常の半田付けによる配線接続方法を適用
すると、半田付け時の熱により電極が剥離してしまう問
題があった。
【0013】さらに、鉛を含んだ半田材は環境上好まし
い材料ではなく、特に太陽電池の如く屋外で使用されク
リーンあるいはリサイクルといった事項を考慮すべき光
電変換装置においては鉛を使用しない配線接続方法が望
まれる。
【0014】この発明は、上記に鑑みてなされたもの
で、この発明の課題は、半田付けによる配線接続を行っ
ても、薄膜電極の剥離が生ずることがなく、また環境上
も好適な薄膜光電変換装置の配線接続方法を提供するこ
とにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、この発明は、電気絶縁性を有するフィルム基板上に
光電変換素子および電極の薄膜を形成し、出力用の配線
とともに電気絶縁性材料により封止してなる薄膜光電変
換装置の配線接続方法において、前記配線と薄膜電極と
を所定間隔でかつスポット状に半田付けして接続するこ
ととする(請求項1)。
【0016】上記のように、所定間隔でかつスポット状
に半田付けすることにより、接続部材は熱的影響を受け
難く、前記薄膜電極の剥離の問題が解消できる。
【0017】また、前記請求項1に記載の配線接続方法
において、薄膜電極の表面上に、半田をあらかじめ所定
間隔でかつスポット状に接合しておき、この半田の上に
配線を載置して加熱・半田付けして接続することとする
(請求項2)のがより好適である。半田付けを上記のよ
うに2工程とすることにより、熱的影響がさらに軽減で
きる。
【0018】熱的影響の軽減の観点から、さらに次の方
法が好適である。即ち、前記請求項1または2に記載の
配線接続方法において、半田付けは半田ごてにより加熱
して行い、この半田ごてと、薄膜電極,配線および半田
との熱的接触時間を1秒未満として接続作業を行うこと
とする(請求項3)。また、請求項1または2に記載の
配線接続方法において、半田付けは半田ごてにより加熱
して行い、この半田ごての温度を250℃以下として接
続作業を行うこととする(請求項4)。
【0019】さらにまた、環境問題の観点から、鉛半田
に代えて低融点の無鉛半田を用いるのが望ましい。即
ち、前記請求項1ないし4のいずれかに記載の配線接続
方法において、前記半田は、鉛を含まない組成からなる
低融点の無鉛半田とする(請求項5)。
【0020】前記無鉛半田としては、例えば、錫−銀系
半田(融点220℃前後)、錫−ビスマス系半田(融点
125℃前後)が好適で、それ以外に錫−アンチモン
系、錫−亜鉛系等の半田が適用できる。
【0021】
【発明の実施の形態】図面に基づき、本発明の実施の形
態について以下に述べる。
【0022】(実施の形態1)図1は、請求項1の発明
に関わる実施の形態を示す模式図である。電気絶縁性可
撓性基板11上に形成された薄膜電極21に、半田51
により配線31をスポット状に半田付けする。半田付け
部は、同図に示すように一点でもよいし二点以上でもよ
いが、近接した複数の点を同時に半田付けして必要以上
に薄膜電極21に熱を加えないようにする必要がある。
可撓性基板11としては、ポリイミド,ポリアミド,ア
ラミド,ポリエチレン,PET等の材料を用い、薄膜電
極21は銀,銅,アルミニウム,ニッケル,クロム等の
金属もしくはこれらの合金、あるいはSnO2,ZnO
といった導電性酸化物やこれらを層状に重ねた導電性材
料を用いる。配線31,32は金属平線,金属単線,金
属縒線もしくはこれらを半田で被服したもの、あるいは
絶縁体に金属被服を施したもの等、半田付け可能で導線
としての役割を果たす材料であれば何でも良い。半田5
1としては、錫−鉛系合金、好ましくは鉛を含まない無
鉛半田を使用する。無鉛半田としては前述のように、錫
−銀系、錫−ビスマス系、錫−アンチモン系、錫−亜鉛
系等の半田が適用でき、さらに半田の特性の観点から、
必要に応じて銅、銀、ニッケル、インジウム、ゲルマニ
ウム、リン等の添加物を加えた半田合金が使用できる。
【0023】(実施の形態2)図2は、請求項2の発明
に関わる実施の形態を示す模式工程図である。図2にお
いて、図1と同一の部材には同一番号を付して説明を省
略する。まず、図2(a)に示すように、薄膜電極21
の上に半田51を付け、しかる後に図2(b)に示すよ
うに半田51に配線32を載せて接続する。図1の実施
の形態1のように、薄膜電極に半田・配線・半田ごてを
ほぼ同時に当てて半田付けを実行する場合には、配線が
加熱される時間と半田が配線−薄膜電極間に回り込む時
間の間に薄膜電極が必要以上に長時間加熱されることに
なるが、図2の工程によれば、過度の加熱を回避するこ
とができ、熱的影響がより軽減する。
【0024】(実施例1)下記仕様の下で、半田による
配線接続を行い、剥離がなく信頼性の高い接続が方法で
あることが確認された。 1)基板材質:ポリイミド、同厚さ:40μm 2)薄膜電極の材質:銀、同厚さ:100nm、同幅:
15mm 3)配線の材質:半田被覆銅平線、同厚さ:0.075
mm、同幅:2mm 4)半田の材質:錫−鉛共晶半田(融点:183℃)ま
たは錫−銀系無鉛半田(融点:220℃) 5)スポット状半田の概略直径:3〜5mm、同ピッ
チ:3〜5mm上記各緒言の数値は、一例であり、この
発明の技術思想の範囲内で、種々のバリエーションが可
能である。
【0025】(実施例2)可撓性基板光電変換素子とし
てプラスチックフィルムを基板に用いたアモルファスシ
リコン薄膜太陽電池(アモルファスシリコン厚さ200
〜400nm)を対象とし、配線材として錫−銀系共晶
半田被服銅平線、半田として錫−銀系共晶半田を用い
て、前記実施の形態1により配線接続を実施した場合、
半田付け時間を1秒以上とすると薄膜電極の剥離が多く
見られたが1秒未満に抑えると剥離は著しく減少した。
加熱時間を、半田が溶融し配線の接続が十分になされる
最短の時間に抑えることが重要である。手動の実験で
は、0.5秒程度が好適であった。
【0026】また半田ごて温度を250℃より高くする
と半田付け時間が1秒未満でもアモルファスシリコン層
厚さが400nm以上で薄膜電極に掛かる応力の大きい
ものを中心に薄膜電極に剥離が見られたが、250℃よ
り低くすることによりこのような剥離を抑制することが
できた。アモルファスシリコンゲルマニウム薄膜太陽電
池についても同様の接続実験を行なったところ、剥離の
度合いは多少異なるものの半田付け温度や時間について
はほぼ同じ結果が得られた。
【0027】
【発明の効果】この発明によれば前述のように、電気絶
縁性を有するフィルム基板上に光電変換素子および電極
の薄膜を形成し、出力用の配線とともに電気絶縁性材料
により封止してなる薄膜光電変換装置の配線接続方法に
おいて、前記配線と薄膜電極とを所定間隔でかつスポッ
ト状に半田付けして接続することにより、前記薄膜電極
の剥離の問題が解消できる。また、薄膜電極の表面上
に、半田をあらかじめ所定間隔でかつスポット状に接合
しておき、この半田の上に配線を載置して加熱・半田付
けして接続する2工程の半田付け接続とすることによ
り、熱的影響をさらに軽減して、配線接続の信頼性の向
上を図ることできる。さらに、鉛を含まない組成からな
る低融点の無鉛半田を用いることにより、環境上も好適
な薄膜光電変換装置の配線接続方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に関わる配線接続方法の
模式図
【図2】この発明の異なる実施の形態に関わる配線接続
方法の模式図
【図3】従来の配線接続方法の模式図
【図4】従来の異なる配線接続方法の模式図
【図5】太陽電池モジュールの一例を示す図
【符号の説明】
4:封止材、11:可撓性基板、21:薄膜電極、3
1,32:配線、51:半田。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気絶縁性を有するフィルム基板上に光
    電変換素子および電極の薄膜を形成し、出力用の配線と
    ともに電気絶縁性材料により封止してなる薄膜光電変換
    装置の配線接続方法において、前記配線と薄膜電極とを
    所定間隔でかつスポット状に半田付けして接続すること
    を特徴とする薄膜光電変換装置の配線接続方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の配線接続方法におい
    て、薄膜電極の表面上に、半田をあらかじめ所定間隔で
    かつスポット状に接合しておき、この半田の上に配線を
    載置して加熱・半田付けして接続することを特徴とする
    薄膜光電変換装置の配線接続方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の配線接続方法
    において、半田付けは半田ごてにより加熱して行い、こ
    の半田ごてと、薄膜電極,配線および半田との熱的接触
    時間を1秒未満として接続作業を行うことを特徴とする
    薄膜光電変換装置の配線接続方法。
  4. 【請求項4】 請求項1または2に記載の配線接続方法
    において、半田付けは半田ごてにより加熱して行い、こ
    の半田ごての温度を250℃以下として接続作業を行う
    ことを特徴とする薄膜光電変換装置の配線接続方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載の配
    線接続方法において、前記半田は、鉛を含まない組成か
    らなる低融点の無鉛半田とすることを特徴とする薄膜光
    電変換装置の配線接続方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005098969A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池及び太陽電池モジュール
KR101135591B1 (ko) * 2009-03-11 2012-04-19 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 태양 전지 모듈

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147424A (ja) * 1993-11-25 1995-06-06 Fuji Electric Co Ltd 薄膜太陽電池モジュールの製造方法
JPH0964388A (ja) * 1995-08-21 1997-03-07 Fuji Electric Co Ltd 可撓性光電変換装置の製造方法および可撓性光電変換装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147424A (ja) * 1993-11-25 1995-06-06 Fuji Electric Co Ltd 薄膜太陽電池モジュールの製造方法
JPH0964388A (ja) * 1995-08-21 1997-03-07 Fuji Electric Co Ltd 可撓性光電変換装置の製造方法および可撓性光電変換装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005098969A1 (ja) * 2004-04-08 2005-10-20 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池及び太陽電池モジュール
KR101135591B1 (ko) * 2009-03-11 2012-04-19 엘지전자 주식회사 태양 전지 및 태양 전지 모듈
US10784385B2 (en) 2009-03-11 2020-09-22 Lg Electronics Inc. Solar cell and solar cell module

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