JP2002057354A - Photovoltaic element and its manufacturing method - Google Patents

Photovoltaic element and its manufacturing method

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JP2002057354A
JP2002057354A JP2000240975A JP2000240975A JP2002057354A JP 2002057354 A JP2002057354 A JP 2002057354A JP 2000240975 A JP2000240975 A JP 2000240975A JP 2000240975 A JP2000240975 A JP 2000240975A JP 2002057354 A JP2002057354 A JP 2002057354A
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conductive resin
metal wire
photovoltaic
manufacturing
layer
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Yoshimitsu Hayashi
芳光 林
Ippei Sawayama
一平 沢山
Koichi Shimizu
孝一 清水
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photovoltaic element easy to mass produce, and to provide its manufacturing method for improving energy efficiency of a solar battery module, by facilitating reduction of connection resistance between a metal fine wire and a metal electrode. SOLUTION: A method for manufacturing a photovoltaic element made of at least a photovoltaic layer, a metal fine wire 102 coated with a conductive resin 111, and a metal electrode 103 includes a first step for removing the conductive resin 111 from the surface of the metal fine wire 102, a second step for removing the oxide film on the surface and the remaining conductive resin from the metal fine wire 102, and a third step for joining the metal electrode 103 and the conductive resin removed part of the metal fine wire 102 with solder.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽電池等の光起
電力素子及びその製造方法に係り、特に金属細線と金属
電極との接合法を改良した光起電力素子及びその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic element such as a solar cell and a method for manufacturing the same, and more particularly to a photovoltaic element having an improved method for joining a metal wire and a metal electrode, and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年太陽光発電が注目され、より大面積
で低コストな光起電力素子の必要性が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, attention has been paid to photovoltaic power generation, and the need for a photovoltaic element having a larger area and lower cost has been increasing.

【0003】一般に光起電力素子を形成する光起電力層
において、光起電力層内の電荷の素子面方向移動に対す
る抵抗率は高い。そのため大面積の光起電力素子の場
合、電荷の素子面方向移動によるジュール損失を低減す
るために、金属からなる伝導率の高い電極をその表面に
形成する。
Generally, in a photovoltaic layer forming a photovoltaic element, the resistivity of the charges in the photovoltaic layer to the movement in the element surface direction is high. Therefore, in the case of a photovoltaic element having a large area, an electrode having a high conductivity made of metal is formed on the surface of the photovoltaic element in order to reduce Joule loss due to movement of electric charges in the element surface direction.

【0004】電極が光入射側の場合、金属からなる電極
は一般に不透明であるために、入射光を極力遮らないよ
うに形成される。反対に電極が反光入射側の場合、電極
は全面に形成してもかまわないが、コスト削減のために
必要最小限の部分に形成する場合もある。
When the electrode is on the light incident side, the electrode made of metal is generally opaque, and is formed so as not to block incident light as much as possible. Conversely, when the electrode is on the anti-light incident side, the electrode may be formed on the entire surface, but may be formed on the minimum necessary part for cost reduction.

【0005】例えば、図6(a)に示すように、光入射
面や裏面に櫛歯上に形成する電極601が公知である。
光入射面の場合、このように一定間隔に金属線電極が形
成された櫛歯電極であれば極力入射光を遮らずに、ジュ
ール損失を抑えて効率的に電荷を集電することが可能で
ある。また、裏面の場合電極形成材料が少なくて済むた
め、より安価に形成可能である。
For example, as shown in FIG. 6A, an electrode 601 formed on a comb tooth on a light incident surface or a back surface is known.
In the case of the light incident surface, the comb-teeth electrode in which the metal wire electrodes are formed at regular intervals as described above can efficiently collect electric charges by suppressing Joule loss without interrupting incident light as much as possible. is there. In addition, in the case of the back surface, the electrode forming material can be reduced, so that it can be formed at lower cost.

【0006】しかし、このような電極の製法は、図6
(b)に示すように、導電性樹脂602をスクリーン印
刷して焼成し、さらにその上に半田ペースト601を印
刷してリフローする方法である。したがって、電極の厚
みを厚くすることが難しく、光起電力素子がより大面積
になった場合に十分なジュール損失低減効果が得られな
かった。
However, such an electrode manufacturing method is shown in FIG.
As shown in (b), the conductive resin 602 is screen-printed and baked, and then the solder paste 601 is printed thereon and reflowed. Therefore, it is difficult to increase the thickness of the electrode, and a sufficient Joule loss reduction effect cannot be obtained when the photovoltaic element has a larger area.

【0007】そこで、図7に示すように、電極の厚みを
容易に厚くすることが可能な金属細線702と金属電極
703を使用した櫛歯電極が考案された。図7は導電性
樹脂被覆711を有する金属細線702を金属電極70
3に付設された突起に巻き付け加圧して変形することで
接続し、その後加熱して光起電力素子表面に熱圧着した
ものである。特開平9−36395号公報に、その詳し
い内容が開示されている。
Therefore, as shown in FIG. 7, a comb-shaped electrode using a thin metal wire 702 and a metal electrode 703 capable of easily increasing the thickness of the electrode has been devised. FIG. 7 shows a thin metal wire 702 having a conductive resin coating 711 as a metal electrode 70.
The projection is attached to the projection 3 by being wrapped around the projection and deformed by pressing, and then heated and thermocompression-bonded to the surface of the photovoltaic element. Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-36395 discloses the details thereof.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の導電
性樹脂被覆を有する金属細線と金属電極を使用した櫛歯
電極は、導電性樹脂被覆が介在することで、接続抵抗の
低抵抗化が容易ではなかった。したがって、太陽電池モ
ジュールのエネルギー変換効率が低下してしまうという
問題があった。
By the way, in the conventional comb-shaped electrode using a metal thin wire and a metal electrode having a conductive resin coating, the connection resistance can be easily reduced by the interposition of the conductive resin coating. Was not. Therefore, there is a problem that the energy conversion efficiency of the solar cell module is reduced.

【0009】本発明は、上記課題に鑑み、金属細線と金
属電極との接続抵抗の低抵抗化を容易にして、太陽電池
モジュールのエネルギー変換効率を向上させることがで
き、かつ量産性の高い光起電力素子及びその製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention makes it possible to easily reduce the connection resistance between a thin metal wire and a metal electrode, to improve the energy conversion efficiency of a solar cell module, and to improve the mass productivity of light. An object is to provide an electromotive element and a method for manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明の光起電力素子の製造方法は、少なくとも光起電
力層と、導電性樹脂により被覆された金属細線と、金属
電極とから構成される光起電力素子の製造方法におい
て、上記金属細線の表面から導電性樹脂を除去する第一
の工程と、上記金属細線の表面の酸化膜および導電性樹
脂残りを除去する第二の工程と、上記金属細線の導電性
樹脂除去部と前記金属電極とをロウ材により接合する第
三の工程とを有するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems,
The method for manufacturing a photovoltaic element of the present invention is a method for manufacturing a photovoltaic element comprising at least a photovoltaic layer, a thin metal wire covered with a conductive resin, and a metal electrode. A first step of removing the conductive resin from the surface, a second step of removing the oxide film and the conductive resin residue on the surface of the fine metal wire, and a conductive resin removing portion of the fine metal wire and the metal electrode; And a third step of joining with a brazing material.

【0011】上記光起電力素子の製造方法において、上
記第一の工程が、Qスイッチ変調されたYAGレーザー
光を回転ミラーまたは回転プリズムにより導電性樹脂に
照射することにより行われることが好ましい。
In the method of manufacturing a photovoltaic element, it is preferable that the first step is performed by irradiating the conductive resin with a Q-switch modulated YAG laser beam by a rotating mirror or a rotating prism.

【0012】上記導電性樹脂がレーザー光のエネルギー
吸収率が高い物質を含有していることが好ましい。
It is preferable that the conductive resin contains a substance having a high energy absorption of laser light.

【0013】レーザー光のエネルギー吸収率が高い物質
がカーボンブラックまたはグラファイトであることが好
ましい。
It is preferable that the substance having a high laser beam energy absorption rate is carbon black or graphite.

【0014】また、上記第二の工程として、紫外線光、
マイクロ波プラズマ処理、オゾン処理、コロナ処理、電
子線照射処理またはガンマ線処理を利用することが好ま
しい。
In the second step, ultraviolet light,
It is preferable to use microwave plasma treatment, ozone treatment, corona treatment, electron beam irradiation treatment or gamma ray treatment.

【0015】さらに、上記第二の工程として、過酸化水
溶液または酸性の溶液を単独または組み合わせて利用す
ることが好ましい。
Further, as the second step, it is preferable to use an aqueous peroxide solution or an acidic solution alone or in combination.

【0016】そして、上記第三の工程として、前記金属
電極表面、または前記導電性樹脂被覆が除去された金属
細線の表面にロウ材を形成し、加熱および加圧すること
により金属電極と金属細線を金属接合することが好まし
い。
In the third step, a brazing material is formed on the surface of the metal electrode or the surface of the thin metal wire from which the conductive resin coating has been removed, and the metal electrode and the thin metal wire are heated and pressed to form a brazing material. It is preferable to perform metal bonding.

【0017】また、上記ロウ材の加熱方法として、抵抗
加熱を利用することが好ましい。
It is preferable to use resistance heating as a method for heating the brazing material.

【0018】この抵抗加熱において、加熱ヒーター部と
ヒーター冷却部を有することが好ましい。
In this resistance heating, it is preferable to have a heater section and a heater cooling section.

【0019】一方、本発明の光起電力素子は、上記のい
ずれかに記載の方法により製造されるものである。
On the other hand, the photovoltaic device of the present invention is manufactured by any one of the above methods.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を説明するが、本発明は本実施形態に限られない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these embodiments.

【0021】以下に本発明の光起電力素子の製造方法に
使用する各構成材料について説明する。 (光起電力層)アモルファスシリコン、微結晶シリコン、
薄膜単結晶シリコン、多結晶シリコン、単結晶シリコ
ン、シリコン以外の化合物半導体のどれを選択しでも構
わない。またpn接合、pin接合、ショットキー型等
の任意の接合構造を有することが可能である。
Hereinafter, each constituent material used in the method for manufacturing a photovoltaic element of the present invention will be described. (Photovoltaic layer) amorphous silicon, microcrystalline silicon,
Any of thin film single crystal silicon, polycrystalline silicon, single crystal silicon, and a compound semiconductor other than silicon may be selected. Further, it is possible to have an arbitrary junction structure such as a pn junction, a pin junction, and a Schottky type.

【0022】光起電力層が薄膜の場合、それを支持する
基板を有していても構わない。代表的な基板としては、
光入射側のガラス基板、反入射側の金属基板が挙げられ
る。
When the photovoltaic layer is a thin film, it may have a substrate for supporting it. As a typical board,
A glass substrate on the light incident side and a metal substrate on the opposite incident side may be used.

【0023】また、光起電力層の下部に透過光を反射す
るバックリフレクターを有しても構わない。バックリフ
レクターとしては、アルミや銀のように光の反射率の高
い金属層の上に酸化亜鉛の層を堆積させたものが公知で
ある。さらに、前記バックリフレクターや光起電力層表
面に、凹凸を形成する処理を施しても良い。
Further, a back reflector for reflecting transmitted light may be provided below the photovoltaic layer. As the back reflector, a back reflector obtained by depositing a layer of zinc oxide on a metal layer having a high light reflectance such as aluminum or silver is known. Further, the surface of the back reflector or the photovoltaic layer may be subjected to a treatment for forming irregularities.

【0024】しかし、本発明は光起電力素子形成時、及
び太陽電池モジュール形成時に光起電力層の上の金属細
線に加わる応力とその後の残留応力、さらにモジュール
を外部環境に設置した場合の風、雪等によってモジュー
ルが撓むことによって金属細線に加わる応力に対する耐
性を向上させることをも目的としたものであるため、光
起電力層が可撓性を有する程、また大面積である程、そ
の効果は大きい。
However, according to the present invention, when a photovoltaic element is formed and a solar cell module is formed, the stress applied to the fine metal wires on the photovoltaic layer and the residual stress after that, and the wind generated when the module is installed in an external environment. Since the module is also intended to improve the resistance to the stress applied to the thin metal wire by bending the module due to snow or the like, the more the photovoltaic layer has flexibility and the larger the area, The effect is great.

【0025】(金属細線)金属細線の材質は、銅、アル
ミ、金、白金、銀、鉛、錫、鉄、ニッケル、コバルト、
亜鉛、チタン、モリブデン、タングステン、ビスマス等
の金属が主成分であればどのような構成であっても構わ
ない。また、前記材質のものを多層に組み合わせても構
わない。金属細線の形状は、その断面が円、楕円、三角
形、四角形、その他の多角形であつて構わない。
(Fine metal wire) The material of the fine metal wire is copper, aluminum, gold, platinum, silver, lead, tin, iron, nickel, cobalt,
Any configuration may be used as long as the main component is a metal such as zinc, titanium, molybdenum, tungsten, and bismuth. Further, the above materials may be combined in multiple layers. The shape of the thin metal wire may be a circle, an ellipse, a triangle, a quadrangle, or another polygon.

【0026】しかし金属細線は、光起電力層で発生した
電力を金属電極まで導くためのものである。したがっ
て、電力の損失を防ぐために、低抵抗であることが望ま
れる。そのため、銅、金、銀、鉛、錫の中から選ばれる
ことが好ましい。また、金属細線の断面積、形状は、細
線におけるジュール損失および細線が光起電力層に入射
する光を遮ることによる損失の和が最小になるように決
定することが望ましい。一般的には、面積80〜200
00μm2程度のもので、断面の光起電力素子面方向と
法線方向の比、アスペクト比が1に近いものが好適に用
いられる。
However, the thin metal wire is for guiding the electric power generated in the photovoltaic layer to the metal electrode. Therefore, in order to prevent power loss, low resistance is desired. Therefore, it is preferable to select from copper, gold, silver, lead, and tin. Further, it is desirable that the cross-sectional area and shape of the thin metal wire be determined so that the sum of the Joule loss in the thin wire and the loss caused by the thin wire blocking light incident on the photovoltaic layer is minimized. Generally, an area of 80 to 200
Those having a ratio of about 00 μm 2 and a ratio of the cross section of the photovoltaic element surface direction to the normal direction and an aspect ratio close to 1 are preferably used.

【0027】また、光起電力層の表面と金属細線の接合
は、導電性樹脂によるものが公知である。導電性樹脂と
しては、銀、銅等の金属微粒子を樹脂中に分散させたも
のが一般的である。特に大型の薄膜光起電力層を使用す
る場合には、炭素微粒子やインジウム錫酸化物や錫酸化
物、チタン酸化物等の金属酸化物微粒子を含むものが好
適に用いられる。これは光起電力層を大面積にわたって
均一に形成することが難しいために、正極と負極が短絡
している欠陥部を有することが多いためである。このた
め、低抵抗な金属細線が短絡欠陥部に直接接触すること
のないように、適度な抵抗率を有する導電性樹脂を間に
介在させることが素子特性を低下させないために有効で
あるからである。
It is known that the bonding between the surface of the photovoltaic layer and the fine metal wire is made of a conductive resin. As the conductive resin, a resin in which fine metal particles such as silver and copper are dispersed in the resin is generally used. In particular, when a large-sized thin-film photovoltaic layer is used, those containing carbon fine particles and metal oxide fine particles such as indium tin oxide, tin oxide, and titanium oxide are preferably used. This is because it is difficult to form a photovoltaic layer uniformly over a large area, and therefore, it often has a defective portion where the positive electrode and the negative electrode are short-circuited. For this reason, it is effective to interpose a conductive resin having an appropriate resistivity therebetween so as not to lower the element characteristics so that the low-resistance thin metal wire does not directly contact the short-circuit defect portion. is there.

【0028】(導電性樹脂)導電性樹脂としては、炭素
や金属酸化物からなる導電性微粒子を分散させた樹脂ペ
ーストが好適に使用される。導電性樹脂は熱硬化性であ
っても、熱可塑性であってもよい。例えば、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ブチラール樹脂、フェノール樹脂、
メラミン樹脂、アルキド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
イミド樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、フェノキシ樹
脂等が挙げられる。
(Conductive Resin) As the conductive resin, a resin paste in which conductive fine particles made of carbon or metal oxide are dispersed is preferably used. The conductive resin may be thermosetting or thermoplastic. For example, epoxy resin, urethane resin, butyral resin, phenol resin,
Melamine resin, alkyd resin, polyester resin, polyimide resin, fluororesin, silicone resin, phenoxy resin and the like can be mentioned.

【0029】導電性樹脂被覆は多層であってもよい。金
属細線と光起電力素子が直接接すると金属イオンが光起
電力層に拡散し素子性能を劣化させる場合がある。その
ようなことを防ぐために金属イオンブロック層として導
電性樹脂層を形成することが公知である。この場合、導
電性樹脂は熱硬化性のものが用いられコート時に加熱し
完全硬化させる。このブロック層の外側に接着層として
半硬化の導電性樹脂被覆を形成する。そうして完成した
導電性樹脂被覆付きの金属細線を光起電力素子上に配置
し、圧力と熱を加えると半硬化の導電性樹脂によって固
定される。このような方法が公知である。
The conductive resin coating may be a multilayer. When the thin metal wire is in direct contact with the photovoltaic element, metal ions may diffuse into the photovoltaic layer and deteriorate the element performance. It is known to form a conductive resin layer as a metal ion block layer in order to prevent such a situation. In this case, a thermosetting conductive resin is used, and is heated and completely cured during coating. Outside the block layer, a semi-cured conductive resin coating is formed as an adhesive layer. The metal wire with the conductive resin coating thus completed is placed on the photovoltaic element, and is fixed by semi-cured conductive resin when pressure and heat are applied. Such methods are known.

【0030】(金属細線に導電性樹脂被覆を形成する方
法)導電性樹脂被覆の導電性樹脂は前述の通りである。
金属細線に導電性樹脂被覆を形成する方法は、ディスペ
ンサーや筆、スプレー、ロールコータ等の方法が公知で
ある。
(Method of Forming Conductive Resin Coating on Thin Metal Wire) The conductive resin of the conductive resin coating is as described above.
As a method for forming a conductive resin coating on a thin metal wire, a method using a dispenser, a brush, a spray, a roll coater, or the like is known.

【0031】(金属電極)金属電極の材質は、銅、アル
ミ、金、銀、鉛、錫、鉄、ニッケル、コバルト、亜鉛、
チタン、モリブデン、タングステン、ビスマス等の金属
が主成分であればどのような構成であつても構わない。
また、前記材質のものを多層に組み合わせても構わな
い。金属電極の形状は、その断面が円、楕円、三角形、
四角形、その他の多角形であつて構わない。
(Metal electrode) The material of the metal electrode is copper, aluminum, gold, silver, lead, tin, iron, nickel, cobalt, zinc,
Any configuration may be used as long as the main component is a metal such as titanium, molybdenum, tungsten, and bismuth.
Further, the above materials may be combined in multiple layers. The cross section of the metal electrode is circular, elliptical, triangular,
It may be a rectangle or other polygons.

【0032】しかし金属電極は、金属細線によって導か
れた電力をさらに光起電力素子の外部に導く為のもので
ある。したがって電力の損失を防ぐために、低抵抗であ
ることが望まれる。そのため、銅、金、銀、鉛、錫の中
から選ばれることが好ましい。また、金属電極の断面の
厚み、幅、形状は、電極を流れる電流によるジュール損
失を光起電力素子の発電量と比較して十分小さくなるよ
うに選択することが好適である。最も一般的には、厚み
10〜500μm程度の金属箔材を幅1〜30mm程度
に形成して用いられる。
However, the metal electrode is for further guiding the electric power guided by the thin metal wire to the outside of the photovoltaic element. Therefore, in order to prevent power loss, low resistance is desired. Therefore, it is preferable to select from copper, gold, silver, lead, and tin. The thickness, width, and shape of the cross section of the metal electrode are preferably selected so that the Joule loss due to the current flowing through the electrode is sufficiently smaller than the power generation of the photovoltaic element. Most commonly, a metal foil material having a thickness of about 10 to 500 μm is formed and used in a width of about 1 to 30 mm.

【0033】以下に、本発明の光起電力素子の製造方法
における実施の形態を説明する。
An embodiment of the method for manufacturing a photovoltaic device according to the present invention will be described below.

【0034】(導電性樹脂を金属細線の表面から除去す
る第一の工程)本発明は、レーザ光を照射し導電性樹脂
被覆を除去する工程の種類によってその効果を失するこ
とは無い。レーザーを使用することによって金属細線表
面から非常に選択的に導電性樹脂被覆のみを除去するこ
とが容易に可能になる。
(First Step of Removing Conductive Resin from the Surface of Fine Metal Wire) The present invention does not lose its effect depending on the type of the step of removing the conductive resin coating by irradiating a laser beam. By using a laser, it is easily possible to very selectively remove only the conductive resin coating from the surface of the fine metal wire.

【0035】レーザーによる剥離以外では、化学薬品を
塗布する方法やサンドペーパやワイヤーブラシやカッタ
ー等で削る方法が公知であるが、これらの方法はレーザ
ーによる除去ほどの選択性は無く、金属細線にダメージ
を及ぼす。したがって、金属細が破断しやすくなる。
Other than laser peeling, there are known methods of applying a chemical agent and shaving with a sandpaper, a wire brush, a cutter, or the like. However, these methods are not as selective as removal by a laser and may damage fine metal wires. Effect. Therefore, the thin metal is easily broken.

【0036】またレーザーをスキャンすることによっ
て、非常に微小領域から大面積まで剥離部分を任意に形
成することが他の方法と比較して容易に可能である。
Further, by scanning with a laser, it is possible to easily form a peeled portion arbitrarily from a very small area to a large area as compared with other methods.

【0037】レーザーの種類としては、レーザー光のエ
ネルギーが導電性樹脂被覆において熱エネルギーに変換
され導電性樹脂被覆の鎖が切断される効果があればどの
ようなレーザーも使用可能である。一般には炭酸ガスレ
ーザー、YAGレーザー、エキシマレーザーが最も好適
に使用される。
As the type of laser, any laser can be used as long as it has the effect of converting the energy of the laser beam into thermal energy in the conductive resin coating and cutting the chain of the conductive resin coating. Generally, a carbon dioxide laser, a YAG laser, and an excimer laser are most preferably used.

【0038】しかし、炭酸ガスレーザー、エキシマレー
ザーは装置が大型になり、メンテナンスが複雑であり、
さらに高価なことからYAGレーザーが最も好適であ
る。
However, the carbon dioxide laser and the excimer laser require a large-sized apparatus and complicated maintenance.
YAG lasers are most preferred because they are more expensive.

【0039】さらに、YAGレーザー光にQスイッチ変
調をかけパルス幅を短くすると同時に、パルスピーク値
を大きくすることが好ましい。このようにすることで熱
の影響が金属細線に伝わりにくくなるため、より被覆の
みを除去する選択性が増す。また、場合によっては適度
にデフォーカスすることも有効である。
Further, it is preferable to apply Q-switch modulation to the YAG laser beam to shorten the pulse width and increase the pulse peak value at the same time. By doing so, the effect of heat is less likely to be transmitted to the thin metal wires, and the selectivity of removing only the coating is increased. In some cases, it is also effective to appropriately defocus.

【0040】レーザー光のスキャン方法として、回転ミ
ラーもしくは回転プリズムを使用したガルバノメータが
非常に高速で好ましく、非常に簡便でもある。また、レ
ーザー光を導く経路が固定光学系の場合、レーザー光の
スポット径をより小さくすることが可能であり、パルス
ピークにおけるエネルギー密度が高くなる。したがっ
て、さらに選択性が増す。
As a scanning method of the laser beam, a galvanometer using a rotating mirror or a rotating prism is preferable at a very high speed, and is very simple. When the path for guiding the laser light is a fixed optical system, the spot diameter of the laser light can be made smaller, and the energy density at the pulse peak becomes higher. Therefore, the selectivity is further increased.

【0041】また、導電性樹脂被覆にカーボンブラック
やグラファイトのようなレーザー光のエネルギー吸収率
が高い物質を含有させることが、剥離の選択性を増す効
果を有する。
The inclusion of a substance having a high energy absorption of laser light, such as carbon black or graphite, in the conductive resin coating has the effect of increasing the selectivity of peeling.

【0042】さらに、金属細線に対してレーザー出射ユ
ニットとは反対側にレーザーの反射体を設置して照射す
ると、金属細線の外周に沿って全周被覆剥離するために
有効である。反射体としては、反射率の高い金属体もし
くはガラスに金属膜を蒸着したものが一般的である。
Further, when a laser reflector is provided on the side of the thin metal wire opposite to the laser emitting unit and radiated, it is effective to strip the entire circumference of the thin metal wire. As the reflector, a metal body having a high reflectance or a metal film deposited on glass is generally used.

【0043】(金属細線の表面の酸化膜または導電性樹
脂残りを除去する第二の工程)本発明は金属細線の表面
の酸化膜および樹脂残りを除去する工程の種類によって
その効果を欠することは無い。
(Second Step of Removing Oxide Film or Residual Resin on the Surface of Fine Metal Wire) The present invention lacks its effect depending on the type of the step of removing the oxide film and resin residue on the surface of the fine metal wire. There is no.

【0044】金属細線の表面の酸化膜および樹脂除去残
りを除去する方法は、ドライプロセスとしては紫外線
光、マイクロ波プラズマ処理、オゾン処理、コロナ処
理、電子線照射処理またはガンマ線処理等を利用した方
法、ウエットプロセスとしては硫酸、硝酸、塩酸等の酸
性の溶液や、過酸化水素水、過酢酸溶液等の過酸化水溶
液を利用する方法が公知であり、これらを組み合わせる
ことは更に有効である。
The method for removing the oxide film and the resin removal residue on the surface of the fine metal wire is a method using ultraviolet light, microwave plasma treatment, ozone treatment, corona treatment, electron beam irradiation treatment or gamma ray treatment as a dry process. As a wet process, a method using an acidic solution such as sulfuric acid, nitric acid or hydrochloric acid, or a peroxide solution such as a hydrogen peroxide solution or a peracetic acid solution is known, and it is more effective to combine them.

【0045】(ロウ材により金属細線の導電性樹脂除去
部と金属電極とを接合する第三の工程)本発明は、ロウ
材により金属細線の導電性樹脂除去部と金属電極とを接
合する工程の種類によってその効果を欠することは無
い。
(Third Step of Joining Conductive Resin Removal Portion of Fine Metal Wire and Metal Electrode with Brazing Material) The present invention provides a process of joining the conducting resin removal portion of fine metal wire and metal electrode with a brazing material. Depending on the type, the effect is not missing.

【0046】光起電力素子にかせられる厳しい外部環境
においても比較的長期にわたって安定な電気的接合構造
としては、金属細線と金属電極の間にロウ材を介した接
合構造が公知である。これらの製造方法としては、予め
金属細線と金属電極の少なくとも一方にロウ材層を形
成、またはレーザーにより金属細線の導電性樹脂被覆を
除去し、露出した金属細線の表面の酸化膜または導電性
樹脂残りを除去し、露出した金属にクリーム状またはチ
ップ状のロウ材を載置した後、金属細線と金属電極の面
を合わせ、圧力と熱を加えることによって接合する。
As an electrical bonding structure that is stable for a relatively long time even in a severe external environment required for a photovoltaic element, a bonding structure in which a brazing material is interposed between a thin metal wire and a metal electrode is known. These manufacturing methods include forming a brazing material layer on at least one of the metal fine wire and the metal electrode in advance, or removing the conductive resin coating of the metal fine wire by laser, and forming an oxide film or a conductive resin on the surface of the exposed metal fine wire. After removing the remainder and placing a creamy or chip-shaped brazing material on the exposed metal, the surfaces of the fine metal wires and the metal electrodes are aligned, and the surfaces are joined by applying pressure and heat.

【0047】本発明では、量産性の高い方法としては、
予め金属細線と金属電極の少なくとも一方にロウ材層を
形成し、圧力と熱を加えることが有効である。金属電極
表面や金属細線にロウ材を形成する方法は、電解メッ
キ、無電解メッキ、印刷法が公知である。
In the present invention, a method having high mass productivity includes:
It is effective to form a brazing material layer on at least one of the thin metal wire and the metal electrode in advance and apply pressure and heat. As a method of forming a brazing material on the surface of a metal electrode or a thin metal wire, electrolytic plating, electroless plating, and a printing method are known.

【0048】接合用の金属表面のロウ材料は、例えばS
n−Pb系、Bi−Sn系、Sn−Ag系、Sn−Sb
系、Pb−Ag系等の二元系、Sn−Pb−Bi系、S
n−Pb−Ag系、Pb−Ag−Sn系等の三元系等が
挙げられる。厚さは、接合性及びコストより1から20
μm程度が良好である。
The brazing material on the metal surface for bonding is, for example, S
n-Pb system, Bi-Sn system, Sn-Ag system, Sn-Sb
System, binary system such as Pb-Ag system, Sn-Pb-Bi system, S
A ternary system such as an n-Pb-Ag system and a Pb-Ag-Sn system may be used. Thickness is 1 to 20 depending on bondability and cost.
About μm is good.

【0049】金属電極に加熱する方法は、抵抗加熱が公
知であり、特にヒーター部とヒーター冷却部とを有する
抵抗加熱方式がその生産上において特に有効である。な
ぜなら、上記のロウ材を介して加熱接合する本法におい
ては、金属細線と金属電極を押さえたら速に熱を伝え、
ロウ材を液状化し、相溶させ、速に押さえたままで冷却
することは重要かつ有効である。
As a method for heating the metal electrode, resistance heating is known, and a resistance heating method having a heater section and a heater cooling section is particularly effective in the production thereof. Because, in this method of heating and joining via the above brazing material, heat is transferred quickly when the metal thin wire and metal electrode are pressed,
It is important and effective to liquefy the brazing material, make it compatible, and cool it while keeping it fast.

【0050】本発明では低抵抗加熱法を基本とし、ヒー
ター部とヒーター冷却部とを有し、急速加熱、急速冷却
を可能とする。本発明によるヒーター部は、W、Mo、
SUSなどの金属又はその合金が高抵抗材料として用い
られ、冷却部としては、ヒーター部を水冷や空冷又は比
熱の小さい熱容量の大きな金属を接触させる方法が用い
られる。
The present invention is based on a low resistance heating method and has a heater section and a heater cooling section to enable rapid heating and rapid cooling. The heater unit according to the present invention includes W, Mo,
A metal such as SUS or an alloy thereof is used as the high-resistance material, and the cooling unit is water-cooled or air-cooled, or a method in which a metal having a small specific heat and a large heat capacity is brought into contact.

【0051】図4は、本発明の光起電力素子の製造方法
によって製造される光起電力素子の例を示す模式図であ
る。図4において、501は光起電力層、502は金属
細線、503は金属電極、504は電気的接合部、50
5は導電性樹脂接合部、511は導電性樹脂被覆であ
る。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a photovoltaic element manufactured by the method for manufacturing a photovoltaic element according to the present invention. In FIG. 4, 501 is a photovoltaic layer, 502 is a thin metal wire, 503 is a metal electrode, 504 is an electrical junction, 50
Reference numeral 5 denotes a conductive resin joint, and 511 denotes a conductive resin coating.

【0052】図4のように、金属細線502全体に塗布
した導電性樹脂被覆511を電気的接合部504を形成
するところのみ剥離させる方法が非常に簡便な製法であ
り効果的である。
As shown in FIG. 4, a method in which the conductive resin coating 511 applied to the entire thin metal wire 502 is peeled off only where the electrical joint 504 is formed is a very simple manufacturing method and is effective.

【0053】[0053]

【実施例】本発明の光起電力素子の製造方法を実施例に
基づいて詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に
限定されるものではない。
EXAMPLES The method of manufacturing a photovoltaic device according to the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0054】〔実施例1〕本発明の実施例1として、図
1に示す光起電力素子を作製した。金属細線102の材
料として4〜5mmφの銅線を準備し、伸線装置により
直径100μmの銅細線を作製した。この銅細線を連続
的に作製しボビンに500g巻き取った。
Example 1 As Example 1 of the present invention, a photovoltaic element shown in FIG. 1 was manufactured. A copper wire having a diameter of 4 to 5 mm was prepared as a material of the metal thin wire 102, and a copper thin wire having a diameter of 100 µm was produced by a wire drawing device. This thin copper wire was continuously produced and wound on a bobbin in an amount of 500 g.

【0055】次に、エナメル線用のロールコータ装置に
より導電性樹脂層111を塗布形成した。導電性樹脂層
は金属イオンの移動をブロックするための内層111a
と金属細線を光起電力層上および金属電極上に接着固定
するための外層111bの二層構造にした。
Next, a conductive resin layer 111 was applied and formed using a roll coater for enameled wires. The conductive resin layer is an inner layer 111a for blocking movement of metal ions.
And a thin metal wire having an outer layer 111b for bonding and fixing on the photovoltaic layer and the metal electrode.

【0056】まず銅細線をボビンから巻き出し、アセト
ンにより表面の油分を除去した。次に、連続的にフェル
トに内層用の導電性樹脂を含ませた処理槽を通した。こ
の内層用導電性樹脂はカーボンブラックを33重量部、
ブチラール樹脂6.4重量部、クレゾール樹脂、フェノ
ール樹脂、芳香族炭化水素系樹脂4.2重量部、硬化剤
としてジオールイソシアネート18重量部、溶剤として
キシレン18重量部、ジエチレングリコールモノメチル
エーテルを12重量部、シクロヘキサノンを3.6重量
部、さらにカップリング剤としてγ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン0.7重量部をペイントシェーカ
ーで混合分散して作製した。塗布後ダイスを用いて不要
な導電性樹脂を落とし、乾燥炉を通して完全硬化させ
た。このとき、線の送り速度とダイスの径を調整して内
層導電性樹脂層の膜厚を5μmとした。次に、同様にし
て外層導電性樹脂を含ませたフェルトを配置した処理槽
を通した。この外層導電性樹脂はカーボンブラックを3
5重量部、ウレタン樹脂41重量部、フェノキシ樹脂1
4重量部、硬化剤として水素添加ジフェニルメタンジイ
ソシアネート6重量部、溶剤として芳香族系溶剤4重量
部、さらにカップリング剤としてγ−メルカプトプロピ
ルトリメトキシシラン0.7重量部をペイントシェーカ
ーで混合分散して作製した。塗布後ダイスを用いて不要
な導電性樹脂を落とし、乾燥炉を通して半硬化させ、リ
ールボビンに巻きとった。このとき、線の送り速度とダ
イスの径を調整して外層導電性樹脂層の膜厚を25μm
とした。
First, the copper fine wire was unwound from the bobbin, and the oil on the surface was removed with acetone. Next, the felt was continuously passed through a treatment tank in which the conductive resin for the inner layer was contained. This inner layer conductive resin contains 33 parts by weight of carbon black,
6.4 parts by weight of a butyral resin, 4.2 parts by weight of a cresol resin, a phenol resin, an aromatic hydrocarbon resin, 18 parts by weight of a diol isocyanate as a curing agent, 18 parts by weight of xylene as a solvent, 12 parts by weight of diethylene glycol monomethyl ether, 3.6 parts by weight of cyclohexanone and 0.7 parts by weight of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane as a coupling agent were mixed and dispersed using a paint shaker. After the application, unnecessary conductive resin was dropped using a dice, and completely cured through a drying oven. At this time, the thickness of the inner conductive resin layer was adjusted to 5 μm by adjusting the wire feed speed and the diameter of the die. Next, it passed through a treatment tank in which a felt containing an outer layer conductive resin was arranged in the same manner. This outer layer conductive resin is made of carbon black
5 parts by weight, 41 parts by weight of urethane resin, phenoxy resin 1
4 parts by weight, 6 parts by weight of hydrogenated diphenylmethane diisocyanate as a curing agent, 4 parts by weight of an aromatic solvent as a solvent, and 0.7 parts by weight of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane as a coupling agent were mixed and dispersed by a paint shaker. Produced. After the application, unnecessary conductive resin was dropped using a die, semi-cured through a drying oven, and wound around a reel bobbin. At this time, the thickness of the outer conductive resin layer was adjusted to 25 μm by adjusting the wire feeding speed and the diameter of the die.
And

【0057】このようにして導電性樹脂層を被覆した銅
細線を作成した。導電性樹脂層を形成した金属細線をサ
ンプリングし、断面及び表面をSEMを用いて観察した
ところ、ピンホールのない均一な導電性樹脂層が形成さ
れていた。
Thus, a thin copper wire covered with the conductive resin layer was prepared. When the thin metal wire on which the conductive resin layer was formed was sampled and the cross section and the surface were observed using SEM, a uniform conductive resin layer without pinholes was formed.

【0058】次に、光起電力層101を作製した。幅3
6cmのロール上に巻いた厚さ150μmのステンレス
鋼基板の上にロール・ツー・ロール法によるスパッタ装
置で厚み2000ÅのAl層を形成した。さらに同様
に、厚み1μmのZnOからなる下部電極を形成し、そ
の後、マイクロ波プラズマCVD成膜装置に入れ、ボト
ムn層/i層/p層101a、ミドルn層/i層/p層
101b、トップn層/i層/p層101cのアモルフ
ァスシリコン層を堆積し、トリプルの光起電力層を形成
した。
Next, a photovoltaic layer 101 was formed. Width 3
An Al layer having a thickness of 2000 ° was formed on a stainless steel substrate having a thickness of 150 μm wound on a roll of 6 cm by a roll-to-roll method using a sputtering apparatus. In the same manner, a lower electrode made of ZnO having a thickness of 1 μm is formed, and thereafter, placed in a microwave plasma CVD film forming apparatus, and a bottom n layer / i layer / p layer 101a, a middle n layer / i layer / p layer 101b, An amorphous silicon layer of the top n layer / i layer / p layer 101c was deposited to form a triple photovoltaic layer.

【0059】次に、反射防止効果を兼ねた機能を有する
透明電極層106としてITO膜をスパッタ法で光起電
力層上に成膜した(成膜温度450℃、膜厚700オン
グストローム)。
Next, an ITO film was formed on the photovoltaic layer by a sputtering method as the transparent electrode layer 106 having a function of preventing reflection (film formation temperature: 450 ° C., film thickness: 700 Å).

【0060】次に、得られた光起電力層付きステンレス
鋼基板を長さ24cmに分割して36cm×24cmの
基板を作製した。基板の外周付近の透明電極層は幅1m
mで除去した。除去方法は硫酸液の中に基板を浸し、基
板と対向電極間に電界を印加する電界エッチング法を採
用した。
Next, the obtained stainless steel substrate with a photovoltaic layer was divided into a length of 24 cm to produce a substrate of 36 cm × 24 cm. The width of the transparent electrode layer near the outer periphery of the substrate is 1 m.
m. The removal method employed was an electric field etching method in which the substrate was immersed in a sulfuric acid solution and an electric field was applied between the substrate and the counter electrode.

【0061】次に、図2に示すように、前記で得られた
金属細線を敷線機を用いて空中に敷線した。ついで、銀
コートガラスからなる凹面反射板214を金属細線に対
してレーザー出射ユニットとは反対側に配置して、YA
Gレーザー光215を照射することによって前記導電性
樹脂被覆を次に載置される金属電極の端から1.5mm
を残して、残りの領域を全周剥離した。使用したレーザ
ー光はQスイッチ変調したYAGレーザー光であり、回
転ミラーを使用したガルバノメータスキャナ(ワーキン
グディスタンス145mm)を用いて、図2レーザース
キャンエリア216の部分に上から照射して金属細線上
の導電性樹脂被覆のみを選択的に除去した。レーザの照
射条件は出力10W(サーモパイル型測定子で測定)、
パルス周波数は50kHz、パルス幅は数n秒、スキャ
ン速度は2000mm/秒、スポット径はおよそ100
μm、デフォーカス15mmであった。
Next, as shown in FIG. 2, the thin metal wires obtained above were laid in the air using a laying machine. Next, a concave reflecting plate 214 made of silver-coated glass is arranged on the opposite side of the laser emitting unit with respect to the thin metal wire, and YA
By irradiating the G laser beam 215, the conductive resin coating was placed 1.5 mm from the end of the metal electrode to be placed next.
, And the remaining area was peeled off all around. The laser light used was a Q-switch modulated YAG laser light, which was irradiated from above onto the laser scan area 216 in FIG. Only the conductive resin coating was selectively removed. The laser irradiation condition is output 10W (measured with thermopile type probe),
The pulse frequency is 50 kHz, the pulse width is several nanoseconds, the scanning speed is 2000 mm / sec, and the spot diameter is about 100.
μm and 15 mm defocus.

【0062】次いで、除去部に酸素プラズマ処理として
酸素ガス共存下で40Wmin/m 2のエネルギーのプ
ラズマを発生しつつ5分間処理を行った後、除去部をS
EMのX線解析装置で分析したところ、所々に銅表面が
露出し、残留している樹脂被覆はなかった。
Next, oxygen plasma treatment is performed on the removed portion.
40 Wmin / m in the presence of oxygen gas TwoEnergy
After processing for 5 minutes while generating plasma, the removal part is replaced with S
When analyzed with the EM X-ray analyzer, the copper surface was found in places.
No resin coating was exposed and remained.

【0063】次に、前記光起電力層を形成した基板の両
端に図1のように両面テープ110(基材PET50μ
m、シリコン糊、長さ24cm、幅7mm、)を接着さ
せ、その上に金属電極103として幅5mm、長さ24
cm、厚み100μmの銅箔の上に6:4ハンダを20
μmメッキしたものを貼り付けた。
Next, as shown in FIG. 1, a double-sided tape 110 (substrate PET 50 μm) was formed on both ends of the substrate on which the photovoltaic layer was formed.
m, silicone glue, length 24 cm, width 7 mm), and a metal electrode 103 thereon having a width of 5 mm and a length of 24 mm.
20 cm of 6: 4 solder on copper foil of 100 μm thickness
A μm-plated one was attached.

【0064】次に、前述の金属細線と光起電力素子の表
面を接着した。接着の方法は前述の敷線した金属細線と
基板を前述の金属細線の被覆(残留部1.5mm)が図
1のように金属電極上に重なるように配置し、押えなが
ら熱風乾燥機で200℃×5分30秒間加熱し、押さえ
たまま乾燥機から取り出し、4分30秒間風冷した後押
え部を取り除いた。これによって前述の半硬化の外層樹
脂被覆が完全硬化し接着される。このとき同時に同様の
原理で金属細線と金属電極の樹脂接合部及びロウ材接合
部も形成される。
Next, the above-described fine metal wire and the surface of the photovoltaic element were bonded. The bonding method is as follows. The above-mentioned laid thin metal wire and the substrate are arranged such that the coating of the thin metal wire (residual portion 1.5 mm) overlaps the metal electrode as shown in FIG. The mixture was heated at a temperature of 5 ° C for 5 minutes and 30 seconds, taken out of the dryer while holding it, and air-cooled for 4 minutes and 30 seconds, and then the holding part was removed. Thereby, the above-mentioned semi-cured outer layer resin coating is completely cured and adhered. At this time, a resin bonding portion and a brazing material bonding portion between the thin metal wire and the metal electrode are also formed by the same principle.

【0065】次に、金属細線と金属電極の接合抵抗を4
端子法で測定したところn=100本全てで0.01Ω
/本以下であった。
Next, the junction resistance between the thin metal wire and the metal electrode was set to 4
When measured by the terminal method, n = 100 and 0.01Ω for all
/ Book or less.

【0066】このように、本発明によって必要最小限の
電気的接続部を非常に簡便に作製することが可能であっ
た。
As described above, it was possible to manufacture the minimum necessary electric connection part very easily by the present invention.

【0067】さらに、陽極取り出し部112、陰極取り
出し部113を半田で接続して、36cm×24cm角
のトリプルセル構成の光起電力素子を100個作製し
た。作製した光起電力素子の初期特性を以下のように測
定した。
Furthermore, the anode take-out part 112 and the cathode take-out part 113 were connected by soldering, and 100 photovoltaic elements having a 36 cm × 24 cm square cell configuration were manufactured. The initial characteristics of the manufactured photovoltaic element were measured as follows.

【0068】まず、暗状態での電圧電流特性を測定し、
原点付近の傾きからシャント抵抗を求めたところ、平均
で200kΩ・cm2で、シャントは生じていなかっ
た。
First, voltage-current characteristics in a dark state were measured.
When the shunt resistance was determined from the inclination near the origin, the average was 200 kΩ · cm 2 , and no shunt occurred.

【0069】次に、AM1.5グローバルの太陽光スペ
クトルで、100mW/cm2の光量の擬似太陽光源
(SPIRE社製)を用いて、太陽電池特性を測定し、
変換効率を求めたところ、9.0%±0.2%で良好で
あり、ばらつきも少なかった。歩留まりは98%であっ
た。
Next, the solar cell characteristics were measured using a simulated solar light source (manufactured by SPIRE) having a light intensity of 100 mW / cm 2 in the AM1.5 global sunlight spectrum.
The conversion efficiency was found to be good at 9.0% ± 0.2%, with little variation. The yield was 98%.

【0070】これらの光起電力素子の耐応力性を調べる
ために、極率半径2mの撓みを上下に繰り返し加える試
験を行った。試験条件は一回の繰り返しに5秒、繰り返
し回数10000回で行った。試験終了後の光起電力素
子を初期と同様にシュミレータで測定したところ、初期
変換効率に対して平均で1.0%の劣化で有意な差は生
じていなかった。
In order to examine the stress resistance of these photovoltaic elements, a test was conducted in which bending with a radius of curvature of 2 m was repeatedly applied vertically. The test conditions were 5 seconds per repetition and 10,000 repetitions. When the photovoltaic element after the test was measured with a simulator in the same manner as in the initial stage, no significant difference was found in the initial conversion efficiency with an average deterioration of 1.0%.

【0071】更に、これらの光起電力素子を公知の方法
(厚さ0.4mmのガルバリウム鋼板の上に厚さ460
μmのEVA、光起電力素子、厚さ460μmのEVA
の順に積層し、真空脱気加熱)でラミネートしてモジュ
ール化し、信頼性試験を、日本工業規格C8917の結
晶系太陽電池モジュールの環境試験法及び耐久試験法に
定められた温湿度サイクル試験A−2に基づいて行なっ
た。
Further, these photovoltaic elements were placed on a galvalume steel plate having a thickness of 0.4 mm by a known method (460 mm thick).
μm EVA, photovoltaic element, 460 μm thick EVA
And a module is laminated by vacuum degassing and heating), and the reliability test is performed by a temperature-humidity cycle test A- specified in the environmental test method and the durability test method of the crystalline solar cell module of Japanese Industrial Standard C8917. 2 was performed.

【0072】即ち、試料を、温湿度が制御出来る恒温恒
湿器に投入し、―40℃から+85℃(相対湿度85
%)に変化させるサイクル試験を20回繰り返し行なっ
た。次に、試験終了後の光起電力素子を初期と同様にシ
ミュレータで測定したところ、初期変換効率に対して平
均で2.0%の劣化で有意な劣化は生じていなかった。
That is, the sample is put into a thermo-hygrostat capable of controlling the temperature and humidity, and the temperature is changed from −40 ° C. to + 85 ° C. (relative humidity 85%).
%) Was repeated 20 times. Next, the photovoltaic element after the test was measured by a simulator in the same manner as in the initial stage. As a result, the initial conversion efficiency was 2.0% on average, and no significant degradation occurred.

【0073】最後に、これらの太陽電池モジュールの耐
応力性を調べるために、極率半径2mの撓みを上下に繰
り返し加える試験を行った。試験条件は一回の繰り返し
に5秒、繰り返し回数10000回でおこなった。試験
終了後の光起電力素子を初期と同様にシミュレータで測
定したところ、初期変換効率に対して平均で3.0%の
劣化で有意な差は生じていなかった。
Finally, in order to examine the stress resistance of these solar cell modules, a test was conducted in which bending with a polar radius of 2 m was repeatedly applied vertically. The test conditions were 5 seconds per repetition and 10,000 repetitions. When the photovoltaic element after the test was measured with a simulator in the same manner as in the initial stage, no significant difference was found in the initial conversion efficiency with an average deterioration of 3.0%.

【0074】本実施例から本発明の製造方法で製作した
光起電力素子は、良好な特性であり、信頼性も高いこと
がわかる。
This example shows that the photovoltaic element manufactured by the manufacturing method of the present invention has excellent characteristics and high reliability.

【0075】〔比較例1〕本例は実施例1において金属
細線の被覆樹脂除去後プラズマ処理を行わなかった点に
おいてのみ異なる。
Comparative Example 1 The present example is different from Example 1 only in that the plasma treatment was not performed after the removal of the coating resin for the fine metal wires.

【0076】金属細線と金属電極の貼りあわせ加熱後、
金属細線と金属電極との接合抵抗をn=100本で測定
したところ、0.01Ω/本以下は10%で残りの90
%は1〜5Ω/本であつた。この為、レーザーによる除
去部をSEMで観察したところ、所々に樹脂が観察さ
れ、6:4ハンダの濡れ性が悪く接合が不良であったこ
とが判明した。
After bonding the thin metal wire and the metal electrode and heating,
When the junction resistance between the thin metal wire and the metal electrode was measured with n = 100 pieces, 0.01 Ω / piece or less was 10% and the remaining 90% was 90Ω.
% Was 1 to 5 Ω / piece. For this reason, when the portion removed by the laser was observed by SEM, resin was observed in some places, and it was found that the wettability of 6: 4 solder was poor and the bonding was poor.

【0077】〔実施例2〕本例は実施例1において、加
熱手段を図3に示すような加熱ヒーター部317とヒー
ター冷却部318とを有する抵抗加熱手段319を用い
て加熱接合する方法のみ異なる。図5(a)に抵抗加熱
手段の熱プロファイルと実施例1での熱プロファイルを
測定した結果を示す。測定は金属細線にセンサーを取り
付けて行った。また、用いた装置は(株)ハイマックス
製リフローソルダリングを使用した。図5(b)で見ら
れるように接合に預かる時間は大幅に短縮された。
[Embodiment 2] This embodiment is different from Embodiment 1 only in the method of heating and joining by using a resistance heating means 319 having a heater 317 and a heater cooling section 318 as shown in FIG. . FIG. 5A shows the results of measuring the thermal profile of the resistance heating unit and the thermal profile in the first embodiment. The measurement was performed by attaching a sensor to a thin metal wire. In addition, a reflow soldering device manufactured by Himax Co., Ltd. was used. As can be seen in FIG. 5 (b), the time required for joining was greatly reduced.

【0078】〔実施例3〕本例は実施例1においてプラ
ズマ処理後に酸処理したことにおいてのみ異なる。本実
施例では、プラズマ処理と10%Vol塩酸に5分間酸
洗浄を併用することを特徴とし、その効果を実施例1の
プラズマ処理だけ、比較例2の処理無しの3条件におけ
る金属細線と金属電極との間の接合力を比較した。その
結果を表1に示す。
[Embodiment 3] This embodiment is different from Embodiment 1 only in that an acid treatment is performed after the plasma treatment. The present embodiment is characterized in that the plasma treatment and the 10% Vol hydrochloric acid are used in combination with acid cleaning for 5 minutes, and the effect is as follows. The bonding strength between the electrodes was compared. Table 1 shows the results.

【0079】[0079]

【表1】 [Table 1]

【0080】接合力は接合本数n=100本の最小値か
ら最大値を示し、0度方向の引っ張り力で行い、測定器
は新東科学(株)製HEIDON−14を使用した。表
1に示すように、酸処理を行うことで接合力が高くなっ
た。
The bonding force shows a maximum value from the minimum value of the number of bonded parts n = 100, and is performed by a tensile force in the direction of 0 °, and HEIDON-14 manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd. was used. As shown in Table 1, the bonding strength was increased by performing the acid treatment.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
金属細線と金属電極との接続抵抗の低抵抗化を容易にし
て、太陽電池モジュールのエネルギー変換効率を向上さ
せることができ、かつ金属細線を使用した光起電力素子
の製造をより簡易に行うことができ、量産性に優れたも
のとなる。
As described above, according to the present invention,
To facilitate the reduction of the connection resistance between the thin metal wire and the metal electrode, to improve the energy conversion efficiency of the solar cell module, and to more easily manufacture a photovoltaic element using the thin metal wire. And excellent mass productivity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の光起電力素子を示しており、(a)
はその平面図、(b)はA−A線断面を示す矢視図、
(c)はB−B線断面を示す矢視図である。
FIG. 1 shows a photovoltaic element of Example 1, and FIG.
Is a plan view thereof, (b) is an arrow view showing a cross section taken along line AA,
(C) is an arrow view showing a cross section taken along line BB.

【図2】実施例1の光起電力素子の製造過程を示してお
り、(a)はその平面図、(b)はA−A線断面を示す
矢視図である。
FIGS. 2A and 2B show a manufacturing process of the photovoltaic element of Example 1, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is an arrow view showing a cross section taken along line AA.

【図3】実施例2で使用した装置を示しており、(a)
はその正面図、(b)はその側面図である。
FIG. 3 shows an apparatus used in Example 2;
Is a front view thereof, and (b) is a side view thereof.

【図4】本発明の光起電力素子の製造方法によって製造
される光起電力素子の例を示しており、(a)は模式図
であり、(b)はA−A線断面を示す矢視図である。
4A and 4B show examples of a photovoltaic element manufactured by the method for manufacturing a photovoltaic element according to the present invention, wherein FIG. 4A is a schematic view, and FIG. 4B is an arrow showing a cross section taken along line AA. FIG.

【図5】本発明の熱プロファイルを示す図であり、
(a)は実施例1の熱プロファイル、(b)は実施例2
の熱プロファイルである。
FIG. 5 is a diagram showing a thermal profile of the present invention;
(A) is a thermal profile of Example 1, (b) is Example 2
FIG.

【図6】従来の光起電力素子の一例を示しており、
(a)はその平面図、(b)はA−A線断面を示す矢視
図である。
FIG. 6 shows an example of a conventional photovoltaic element,
(A) is a plan view thereof, and (b) is an arrow view showing a cross section taken along line AA.

【図7】従来の光起電力素子の他例を示しており、
(a)はその平面図、(b)はA−A線断面を示す矢視
図である。
FIG. 7 shows another example of a conventional photovoltaic element.
(A) is a plan view thereof, and (b) is an arrow view showing a cross section taken along line AA.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 光起電力層 101a ボトムpin層 101b ミドルpin層 101c トップpin層 102 金属細線 103 金属電極 103a 銅箔 103b 6:4半田 104 電気的接合部 105 導電性樹脂接合部 106 透明電極層 107 ステンレス鋼基板 108 Al層 109 酸化亜鉛層 110 両面テープ 111 導電性樹脂層 111a 内層導電性樹脂被覆 111b 外層導電性樹脂被覆 112 陽極取り出し部 113 陰極取り出し部 202 金属細線 211a 内層導電性樹脂被覆 211b 外層導電性樹脂被覆 214 反射板 215 レーザー光 216 レーザースキャンエリア 317 加熱ヒーター部 318 ヒーター冷却部 319 抵抗加熱手段 501 光起電力層 502 金属細線 503 金属電極 504 電気的接合部 505 導電性樹脂接合部 511 導電性樹脂被覆 601 半田 602 導電性樹脂 702 金属細線 703 金属電極 711 導電性樹脂被覆 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Photovoltaic layer 101a Bottom pin layer 101b Middle pin layer 101c Top pin layer 102 Fine metal wire 103 Metal electrode 103a Copper foil 103b 6: 4 solder 104 Electrical joint 105 Conductive resin joint 106 Transparent electrode layer 107 Stainless steel substrate Reference Signs List 108 Al layer 109 Zinc oxide layer 110 Double-sided tape 111 Conductive resin layer 111a Inner layer conductive resin coating 111b Outer layer conductive resin coating 112 Anode extraction section 113 Cathode extraction section 202 Fine metal wire 211a Inner layer conductive resin coating 211b Outer layer conductive resin coating 214 Reflector 215 Laser light 216 Laser scan area 317 Heating heater section 318 Heater cooling section 319 Resistance heating means 501 Photovoltaic layer 502 Fine metal wire 503 Metal electrode 504 Electrical junction 505 Conduction Conductive resin joint 511 Conductive resin coating 601 Solder 602 Conductive resin 702 Fine metal wire 703 Metal electrode 711 Conductive resin coating

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 孝一 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 5F051 AA02 AA03 AA04 BA12 BA14 DA03 DA04 DA05 EA09 EA11 EA16 EA17 FA02 FA06 FA10 FA14 FA16 FA17 FA24 GA02 GA03 GA04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Koichi Shimizu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo F-term in Canon Inc. (reference) 5F051 AA02 AA03 AA04 BA12 BA14 DA03 DA04 DA05 EA09 EA11 EA16 EA17 FA02 FA06 FA10 FA14 FA16 FA17 FA24 GA02 GA03 GA04

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも光起電力層と、導電性樹脂に
より被覆された金属細線と、金属電極とから構成される
光起電力素子の製造方法において、 前記金属細線の表面から導電性樹脂を除去する第一の工
程と、 前記金属細線の表面の酸化膜および導電性樹脂残りを除
去する第二の工程と、 前記金属細線の導電性樹脂除去部と前記金属電極とをロ
ウ材により接合する第三の工程とを有することを特徴と
する光起電力素子の製造方法。
1. A method of manufacturing a photovoltaic element comprising at least a photovoltaic layer, a thin metal wire covered with a conductive resin, and a metal electrode, wherein the conductive resin is removed from a surface of the thin metal wire. A second step of removing an oxide film and a conductive resin residue on the surface of the fine metal wire; and a second step of joining a conductive resin removed portion of the fine metal wire and the metal electrode with a brazing material. A method for manufacturing a photovoltaic element, comprising:
【請求項2】 前記第一の工程が、Qスイッチ変調され
たYAGレーザー光を回転ミラーまたは回転プリズムに
より導電性樹脂に照射することにより行われることを特
徴とする請求項1に記載の光起電力素子の製造方法。
2. The photovoltaic device according to claim 1, wherein the first step is performed by irradiating the conductive resin with a rotating mirror or a rotating prism with a Q-switch modulated YAG laser beam. A method for manufacturing a power element.
【請求項3】 前記導電性樹脂がレーザー光のエネルギ
ー吸収率が高い物質を含有していることを特徴とする請
求項2に記載の光起電力素子の製造方法。
3. The method according to claim 2, wherein the conductive resin contains a substance having a high energy absorption rate of laser light.
【請求項4】 前記レーザー光のエネルギー吸収率が高
い物質がカーボンブラックまたはグラファイトであるこ
とを特徴とする請求項3に記載の光起電力素子の製造方
法。
4. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 3, wherein the substance having a high energy absorption rate of the laser beam is carbon black or graphite.
【請求項5】 前記第二の工程として、紫外線光、マイ
クロ波プラズマ処理、オゾン処理、コロナ処理、電子線
照射処理またはガンマ線処理を利用することを特徴とす
る請求項1〜4のいずれかに記載の光起電力素子の製造
方法。
5. The method according to claim 1, wherein the second step uses ultraviolet light, microwave plasma treatment, ozone treatment, corona treatment, electron beam irradiation treatment or gamma ray treatment. A method for producing the photovoltaic element according to the above.
【請求項6】 前記第二の工程として、過酸化水溶液ま
たは酸性の溶液を単独または組み合わせて利用すること
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光起電力
素子の製造方法。
6. The method according to claim 1, wherein an aqueous solution of a peroxide or an acidic solution is used alone or in combination as the second step.
【請求項7】 前記第三の工程として、前記金属電極表
面、または前記導電性樹脂被覆が除去された金属細線の
表面にロウ材を形成し、加熱および加圧することにより
金属電極と金属細線を金属接合することを特徴とする請
求項1〜6のいずれかに記載の光起電力素子の製造方
法。
7. In the third step, a brazing material is formed on the surface of the metal electrode or the surface of the thin metal wire from which the conductive resin coating has been removed, and the metal electrode and the thin metal wire are formed by heating and pressing. The method for manufacturing a photovoltaic device according to claim 1, wherein the photovoltaic device is bonded to a metal.
【請求項8】 前記ロウ材の加熱方法として、抵抗加熱
手段を利用することを特徴とする請求項7に記載の光起
電力素子の製造方法。
8. The method according to claim 7, wherein a resistance heating means is used as the method of heating the brazing material.
【請求項9】 前記抵抗加熱手段において、加熱ヒータ
ー部とヒーター冷却部を有することを特徴とする請求項
8に記載の光起電力素子の製造方法。
9. The method for manufacturing a photovoltaic element according to claim 8, wherein said resistance heating means has a heater section and a heater cooling section.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれかに記載の方法
により製造されることを特徴とする光起電力素子。
10. A photovoltaic device manufactured by the method according to claim 1. Description:
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JP2008109753A (en) * 2006-10-24 2008-05-08 Tdk Corp Coating exfoliation method
CN112151627A (en) * 2020-09-18 2020-12-29 浙江晶科能源有限公司 Double-sided photovoltaic cell, laser cutting method and photovoltaic module
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