JP2012164954A - 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導電性粒子とタブ線及び電極との接触部での腐食を防ぎ、発電効率を維持する。
【解決手段】複数の太陽電池セル２と、太陽電池セル２の表面及び隣接する太陽電池セル２の裏面にそれぞれ形成された電極１１，１３上に導電性粒子２３を含有する導電性接着剤１７を介して接着され、複数の太陽電池セル２同士を接続するタブ線３とを備え、導電性粒子２３の表面は、タブ線３の接続表面又は電極１１，１３を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなる。
【選択図】図２

Description

本発明は、タブ線によって複数の太陽電池セルが接続された太陽電池モジュールに関し、特に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介して太陽電池セルの電極とタブ線とを接続する太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法に関するものである。

例えば結晶シリコン系太陽電池モジュールでは、複数の隣接する太陽電池セルが、インターコネクタとなるタブ線により接続されている。タブ線は、その一端側を一の太陽電池セルの表面電極に接続され、他端側を隣接する太陽電池セルの裏面電極に接続することにより、各太陽電池セルを直列に接続する。このとき、タブ線は、一端側の一面側が一の太陽電池セルの表面電極に接着され、他端側の他面側が隣接する太陽電池セルの裏面電極に接着されている。

具体的に、太陽電池セルは、銀ペーストをスクリーン印刷すること等により、受光面にバスバー電極が形成され、裏面接続部にＡｇ電極が形成されている。なお、太陽電池セル裏面の接続部以外の領域はＡｌ電極やＡｇ電極が形成されている。

また、タブ線は、リボン状銅箔の両面にハンダコート層が設けられること等により形成される。具体的に、タブ線は、厚さ０．０５〜０．２ｍｍ程度に圧延した銅箔をスリットし、あるいは銅ワイヤーを平板状に圧延するなどして得た幅１〜３ｍｍの平角銅線に、ハンダメッキやディップハンダ付け等を施すことにより形成される。

太陽電池セルとタブ線との接続は、タブ線を太陽電池セルの各電極上に配置し、加熱ボンダーによって熱加圧することにより、タブ線表面に形成したハンダを溶融、冷却することにより行う（特許文献１）。

しかし、半田付けでは約２６０℃と高温による接続処理が行われるため、太陽電池セルの反りや割れ、タブ線と表面電極及び裏面電極との接続部に生じる内部応力、さらにフラックスの残渣等により、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下することが懸念される。

そこで、従来、太陽電池セルの表面電極及び裏面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電性接着フィルムが使用されている（特許文献２）。このような導電性接着フィルムとしては、平均粒径が数μｍオーダーの球状または鱗片状の導電性粒子を熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。

図７に示すように、導電性接着フィルム５０は、表面電極及び裏面電極とタブ線５１との間に介在された後、タブ線５１の上から加熱ボンダーによって熱加圧される。これにより、図８に示すように、導電性接着フィルム５０は、バインダー樹脂が流動性を示して電極、タブ線５１間より流出されるとともに、導電性粒子５４が電極５３とタブ線５１間に挟持されてこの間の導通を図り、この状態でバインダー樹脂が熱硬化する。このように、タブ線５１によって複数の太陽電池セル５２が直列接続されたストリングスが形成される。

導電性接着フィルム５０を用いてタブ線５１と表面電極及び裏面電極とが接続された複数の太陽電池セル５２は、ガラス、透光性プラスチックなどの透光性を有する表面保護材と、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）等のフィルムからなる背面保護材との間に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）等の透光性を有する封止材により封止される。

特開２００４−３５６３４９号公報 特開２００８−１３５６５４号公報

ところで、導電性接着フィルム５０を用いたタブ線５１と太陽電池セル５２の表裏面に形成された各電極５３との接続においては、導電性粒子５４とタブ線５１及び電極５３とが、互いに異なる金属同士が接触することにより導通が図られている。ここで、太陽電池モジュールが実使用に供されると、高温多湿の腐食環境に長期に亘って繰り返し曝されるおそれがある。これにより、異なる種類の金属が電気的に接触している導電性粒子５４とタブ線５１及び電極５３との接触部位で、いわゆる異種金属接触腐食が生じ、発電効率が低下するおそれがある。

そこで、本願は、高温多湿の環境に曝された場合でも、導電性粒子とタブ線及び電極との接触部位での腐食を防止でき、発電効率を維持することができる太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの製造方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの表面及び隣接する太陽電池セルの裏面にそれぞれ形成された電極上に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介して接着され、複数の上記太陽電池セル同士を接続するタブ線とを備え、上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなるものである。

また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、太陽電池セルの表面電極に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介してタブ線の一端側を配置し、上記太陽電池セルと隣接する太陽電池セルの裏面電極に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介して上記タブ線の他端側を配置する工程と、上記タブ線を上記表面電極及び上記裏面電極へ熱加圧し、上記導電性接着剤によって上記タブ線を上記表面電極及び上記裏面電極へ接着する工程とを有し、上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなるものである。

本発明によれば、導電性接着剤に含まれる導電性粒子が、タブ線の接続表面又は太陽電池セルの電極を構成する導体と同種の導体、すなわち、標準電極電位が近似した導体を用いていることから、高温多湿の腐食環境下に曝された場合にも、標準電極電位が近似した導体同士では、腐食電位差が小さくなるため異種金属接触腐食の発生を抑えることができ、発電効率の低下を効果的に防止すると共に接続信頼性を向上させることができる。

太陽電池モジュールを示す分解斜視図である。 太陽電池セルのストリングスを示す断面図である。 太陽電池セルの裏面電極及び接続部を示す平面図である。 導電性接着フィルムを示す断面図である。 リール状に巻回された導電性接着フィルムを示す図である。 実施例を説明するための図である。 従来の太陽電池モジュールを示す斜視図である。 導電性粒子を介してタブ線と電極とが接続されている状態を示す断面図である。

以下、本発明が適用された太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が可能であることは勿論である。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることがある。具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［太陽電池モジュール］
本発明が適用された太陽電池モジュール１は、図１〜図３に示すように、複数の太陽電池セル２がインターコネクタとなるタブ線３によって直列に接続されたストリングス４を有し、このストリングス４を複数配列したマトリクス５を備える。そして、太陽電池モジュール１は、このマトリクス５が封止接着剤のシート６で挟まれ、受光面側に設けられた表面カバー７及び裏面側に設けられたバックシート８とともに一括してラミネートされ、最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより形成される。

封止接着剤としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材が用いられる。また、表面カバー７としては、例えば、ガラスや透光性プラスチック等の透光性の材料が用いられる。また、バックシート８としては、ガラスや、アルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体等が用いられる。

太陽電池モジュールの各太陽電池セル２は、光電変換素子１０を有する。光電変換素子１０は、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型光電変換素子を用いる結晶シリコン系太陽電池や、アモルファスシリコンからなる薄膜シリコン系太陽電池、アモルファスシリコンからなるセルと微結晶シリコンやアモルファスシリコンゲルマニウムからなるセルとを積層させた多接合型の薄膜シリコン系太陽電池、いわゆる化合物薄膜系太陽電池、有機系、量子ドット型など、各種光電変換素子１０を用いることができる。

また、光電変換素子１０は、受光面側に内部で発生した電気を集電するフィンガー電極１２とフィンガー電極１２の電気を集電するバスバー電極１１とが設けられている。バスバー電極１１及びフィンガー電極１２は、太陽電池セル２の受光面となる表面に、例えばＡｇペーストがスクリーン印刷等により塗布された後、焼成されることにより形成される。また、フィンガー電極１２は、受光面の全面に亘って、例えば約５０〜２００μｍ程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば２ｍｍおきに、ほぼ平行に複数形成されている。バスバー電極１１は、フィンガー電極１２と略直交するように形成され、また、太陽電池セル２の面積に応じて複数形成されている。

また、光電変換素子１０は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムや銀からなる裏面電極１３が設けられている。裏面電極１３は、図２及び図３に示すように、例えばアルミニウムや銀からなる電極が、スクリーン印刷やスパッタ等により太陽電池セル２の裏面に形成される。裏面電極１３は、後述する導電性接着フィルム１７を介してタブ線３が接続されるタブ線接続部１４を有する。

そして、太陽電池セル２は、タブ線３によって、表面に形成された各バスバー電極１１と、隣接する太陽電池セル２の裏面電極１３とが電気的に接続され、これにより直列に接続されたストリングス４を構成する。タブ線３とバスバー電極１１及び裏面電極１３とは、後述する導電性接着フィルム１７によって接続される。

［タブ線］
タブ線３は、図２に示すように、隣接する太陽電池セル２Ｘ、２Ｙ、２Ｚの各間を電気的に接続する長尺状の導電性基材である。タブ線３は、例えば厚さ５０〜３００μｍに圧延された銅箔やアルミ箔をスリットし、あるいは銅やアルミなどの細い金属ワイヤーを平板状に圧延することにより、導電性接着フィルム１７とほぼ同じ幅の１〜３ｍｍ幅の平角の銅線を得る。そして、タブ線３は、この平角銅線に、金メッキ、銀メッキ、スズメッキ、ハンダメッキ等を施すことにより形成される。

［導電性接着フィルム］
導電性接着フィルム１７は、図４に示すように、バインダー樹脂２２に球状の導電性粒子２３が高密度に含有された熱硬化性のバインダー樹脂層である。また、導電性接着フィルム１７は、押し込み性の観点から、バインダー樹脂２２の最低溶融粘度が、１００〜１０００００Ｐａ・ｓであることが好ましい。導電性接着フィルム１７は、最低溶融粘度が低すぎると低圧着から本硬化の過程で樹脂が流動してしまい接続不良やセル受光面へのはみ出しが生じやすく、受光率低下の原因ともなる。また、最低溶融粘度が高すぎてもフィルム貼着時に不良を発生しやすく、接続信頼性に悪影響が出る場合もある。なお、最低溶融粘度については、サンプルを所定量回転式粘度計に装填し、所定の昇温速度で上昇させながら測定することができる。

［導電性粒子］
導電性接着フィルム１７に用いられる導電性粒子２３は、例えば、ニッケル、金、銀、銅などの金属粒子や、樹脂粒子をコア材とし最外層に金めっきなどを施したものなどを挙げることができる。

本発明に係る導電性粒子２３は、表面がタブ線３の接続表面又はバスバー電極１１や裏面電極１３を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなり、好ましくは、表面がタブ線３の接続表面及びバスバー電極１１や裏面電極１３を構成する導体と同一の導体からなる。

ここで、タブ線３の接続表面とは、導電性粒子２３を介してバスバー電極１１や裏面電極１３と接続される面をいう。すなわち、タブ線３の接続表面は、タブ線３が銅箔などの基材をメッキなどの導体でコーティングすることにより形成されている場合は、コーティングされている最外層をいい、導体でコーティングされていない場合は基材表面をいう。

また、タブ線３の接続表面又はバスバー電極１１を構成する導体と同種の導体とは、タブ線３の接続表面又はバスバー電極１１や裏面電極１３を構成する導体と標準電極電位が近似した導体をいう。標準電極電位が近似した導体同士では、腐食電位差が小さくなるため異種金属接触腐食の発生を抑えることができる。

さらに、タブ線３の接続表面とバスバー電極１１及び裏面電極１３とを同種の金属で構成するとともに、導電性接着フィルム１７に用いる導電性粒子２３もタブ線３の接続表面及びバスバー電極１１や裏面電極１３と同種の金属、あるいは同一の金属とすることにより、より効果的に異種金属接触腐食の発生を抑えることができる。

例えば、タブ線３を銅の基材にハンダコーティングを施すことにより形成し、バスバー電極１１及び裏面電極１３をＡｇペーストを焼成することにより形成した場合、導電性粒子２３としてＡｇ粒子又はハンダ粒子を用いることにより、タブ線３とバスバー電極１１との接続部位における異種金属接触腐食の発生を抑え、発電効率の低下を防止することができる。

また、例えば、タブ線３を銅の基材にＡｇコーティングを施すことにより形成し、バスバー電極１１及び裏面電極１３をＡｇペーストを焼成することにより形成した場合、導電性粒子２３としてＡｇ粒子を用いることにより、タブ線３とバスバー電極１１や裏面電極１３との接続部位における異種金属接触腐食の発生をより効果的に抑え、発電効率の低下を防止することができる。

なお、導電性接着フィルム１７は、常温付近での粘度が１０〜１００００ｋＰａ・ｓであることが好ましく、さらに好ましくは、１０〜５０００ｋＰａ・ｓである。導電性接着フィルム１７の粘度が１０〜１００００ｋＰａ・ｓの範囲であることにより、導電性接着フィルム１７をリール状に巻装した場合において、いわゆるはみ出しによるブロッキングを防止することができ、また、所定のタック力を維持することができる。

［バインダー樹脂］
導電性接着フィルム１７のバインダー樹脂２２の組成は、上述のような特徴を害さない限り、特に制限されないが、より好ましくは、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを含有する。

膜形成樹脂は、平均分子量が１００００以上の高分子量樹脂に相当し、フィルム形成性の観点から、１００００〜８００００程度の平均分子量であることが好ましい。膜形成樹脂としては、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フェノキシ樹脂等の種々の樹脂を使用することができ、その中でも膜形成状態、接続信頼性等の観点からフェノキシ樹脂が好適に用いられる。

液状エポキシ樹脂としては、常温で流動性を有していれば、特に制限はなく、市販のエポキシ樹脂が全て使用可能である。このようなエポキシ樹脂としては、具体的には、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などを用いることができる。これらは単独でも、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、アクリル樹脂など他の有機樹脂と適宜組み合わせて使用してもよい。

潜在性硬化剤としては、加熱硬化型、ＵＶ硬化型などの各種硬化剤が使用できる。潜在性硬化剤は、通常では反応せず、何かしらのトリガーにより活性化し、反応を開始する。トリガーには、熱、光、加圧などがあり、用途により選択して用いることができる。なかでも、本願では、加熱硬化型の潜在性硬化剤が好適に用いられ、バスバー電極１１や裏面電極１３に加熱押圧されることにより本硬化される。液状エポキシ樹脂を使用する場合は、イミダゾール類、アミン類、スルホニウム塩、オニウム塩などからなる潜在性硬化剤を使用することができる。

シランカップリング剤としては、エポキシ系、アミノ系、メルカプト・スルフィド系、ウレイド系などを用いることができる。これらの中でも、本実施の形態では、エポキシ系シランカップリング剤が好ましく用いられる。これにより、有機材料と無機材料の界面における接着性を向上させることができる。

また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有することが好ましい。無機フィラーを含有することにより、圧着時における樹脂層の流動性を調整し、粒子捕捉率を向上させることができる。無機フィラーとしては、シリカ、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム等を用いることができ、無機フィラーの種類は特に限定されるものではない。

図５は、導電性接着フィルム１７の製品形態の一例を模式的に示す図である。この導電性接着フィルム１７は、剥離基材２４上にバインダー樹脂２２が積層され、テープ状に成型されている。このテープ状の導電性接着フィルムは、リール２５に剥離基材２４が外周側となるように巻回積層される。剥離基材２４としては、特に制限はなく、ＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）、ＯＰＰ（Oriented Polypropylene）、ＰＭＰ（Poly-4-methlpentene−1）、ＰＴＦＥ（Polytetrafluoroethylene）などを用いることができる。また、導電性接着フィルム１７は、バインダー樹脂２２上に透明なカバーフィルムを有する構成としてもよい。

このとき、バインダー樹脂２２上に貼付されるカバーフィルムとして上述したタブ線３を用いてもよい。導電性接着フィルム１７は、バインダー樹脂２２がタブ線３の一主面に積層される。このように、予めタブ線３と導電性接着フィルム１７とを積層一体化させておくことにより、実使用時においては、剥離基材２４を剥離し、導電性接着フィルム１７のバインダー樹脂２２をバスバー電極１１や裏面電極１３のタブ線接続部１４上に貼着することによりタブ線３と各電極１１，１３との接続が図られる。

上記では、フィルム形状を有する導電性接着フィルムについて説明したが、ペースト状であっても問題は無い。本願では、導電性粒子を含有するフィルム状の導電性接着フィルム１７や導電性粒子を含有するペースト状の導電性接着ペーストを「導電性接着剤」と定義する。

なお、導電性接着フィルム１７は、リール形状に限らず、バスバー電極１１や裏面電極１３のタブ線接続部１４の形状に応じた短冊形状であってもよい。

図５に示すように導電性接着フィルム１７が巻き取られたリール製品として提供される場合、導電性接着フィルム１７の粘度を１０〜１００００ｋＰａ・ｓの範囲とすることにより、導電性接着フィルム１７の変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。また、導電性接着フィルム１７が短冊形状で２枚以上積層された場合も同様に、変形を防止し、所定の寸法を維持することができる。

［製造方法］
上述した導電性接着フィルム１７は、導電性粒子２３と、膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、シランカップリング剤とを溶剤に溶解させる。溶剤としては、トルエン、酢酸エチルなど、又はこれらの混合溶剤を用いることができる。溶解させて得られた樹脂生成用溶液を剥離シート上に塗布し、溶剤を揮発させることにより、導電性接着フィルム１７を得る。

そして、導電性接着フィルム１７は、表面電極用２本及び裏面電極用２本を所定の長さにカットされ、太陽電池セル２の表裏面の所定位置に仮貼りされる。このとき、導電性接着フィルム１７は、太陽電池セル２の表面にほぼ平行に複数形成されている各バスバー電極１１及び裏面電極１３のタブ線接続部１４上に仮貼りされる。なお、導電性接着剤として導電性接着ペーストを用いる場合は、バスバー電極１１及び裏面電極１３のタブ線接続部１４上に導電性接着ペーストが塗布される。

次いで、同様に所定の長さにカットされたタブ線３が導電性接着フィルム１７上に重畳配置される。その後、導電性接着フィルム１７は、タブ線３の上から加熱ボンダーによって所定の温度、圧力で熱加圧されることにより、余剰のバインダー樹脂２２が各電極１１，１３とタブ線３との間より流出されるとともに導電性粒子２３がタブ線３と各電極１１，１３との間で挟持され、この状態でバインダー樹脂２２が硬化する。これにより、導電性接着フィルム１７は、タブ線３を各電極上に接着させると共に、導電性粒子２３がバスバー電極１１や裏面電極１３に接触し導通接続させることができる。

このようにして、太陽電池セル２を順次タブ線３によって接続し、ストリングス４、マトリクス５を形成していく。次いで、マトリクス５を構成する複数の太陽電池セル２は、ガラス、透光性プラスチックなどの透光性を有する表面カバー７と、ガラスやＰＥＴ（Poly Ethylene Terephthalate）フィルム等からなるバックシート８との間に、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂（ＥＶＡ）等の透光性を有する封止材のシート６により封止される。最後に、周囲にアルミニウムなどの金属フレーム９が取り付けられることにより太陽電池モジュール１が形成される。

［バスバーレス］
なお、太陽電池モジュール１は、上述したように、太陽電池セル２の受光面側にフィンガー電極１２と略直交するバスバー電極１１を設け、当該バスバー電極１１上に導電性接着剤及びタブ線３を積層させる構成の他、バスバー電極１１を設けることなく、フィンガー電極１２と直交するように導電性接着剤及びタブ線３を積層させるいわゆるバスバーレス構造としてもよい。この場合、導電性粒子２３の表面は、タブ線３の接続表面又はフィンガー電極１２や裏面電極１３を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなる。

［一括ラミネート］
また、太陽電池モジュール１は、上述したように太陽電池セル２の各電極１１，１３上に導電性接着剤及びタブ線３を配置した後、加熱ボンダーによってタブ線３上を熱加圧させる工法の他、太陽電池セル２の表面及び裏面に導電性接着剤、タブ線３及び太陽電池セル２を封止するＥＶＡ等の透光性封止材シートを順次積層させ、減圧ラミネータを用いて一括してラミネート処理を行うことにより、タブ線３を各電極１１，１３上に熱加圧してもよい。

［本発明の効果］
このような太陽電池モジュール１は、導電性接着フィルム１７の導電性粒子２３が、タブ線３の接続表面又は太陽電池セル２の電極１１、１３を構成する導体と同種の導体、すなわち、標準電極電位が近似した導体を用いていることから、高温多湿の腐食環境下に曝された場合にも、標準電極電位が近似した導体同士では、腐食電位差が小さくなるため異種金属接触腐食の発生を抑え、発電効率の低下を防止することができる。

さらに、太陽電池モジュール１は、タブ線３の接続表面と太陽電池セル２の電極１１、１３とを同種の金属で構成するとともに、導電性接着フィルム１７に用いる導電性粒子２３もタブ線３の接続表面及び太陽電池セル２の電極１１、１３と同種の金属とすることにより、より効果的に異種金属接触腐食の発生を抑え、発電効率の低下を防止することができる。

次いで、本発明の実施例について説明する。図６に示すように、本実施例は、バインダー樹脂に含有する導電性粒子の材料を異ならせた複数種類の導電性接着フィルムのサンプル４１と、基材及び接続表面の導体を異ならせた複数種類のタブ線のサンプル４０を用意した。そして、これらタブ線のサンプル４０を、導電性接着フィルムのサンプル４１を介して表面電極３１及び裏面電極３２が形成された光電変換素子３０の各表面電極３１及び裏面電極３２に２本ずつ熱加圧して接着した。熱加圧条件は、いずれも１８０℃、１０ｓｅｃ、２ＭＰａとした。

導電性接着フィルムのサンプル４１の構成は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；２０質量部
液状エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；５０質量部
導電性粒子；１０質量部
イミダゾール系潜在性硬化剤（ＨＸ３９４１ＨＰ：旭化成株式会社製）；２０質量部
トルエン；１００質量部
を混合し樹脂組成物を調整した。

その後、この樹脂組成物を、５０μｍ厚の剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルムに、２５μｍ厚となるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間加熱乾燥処理して成膜することにより導電性接着フィルムのサンプル４１を作成した。

そして、以下の実施例及び比較例に係る各太陽電池セルについて、ソーラーシミュレータ（日清紡メカトロニクス社製、ソーラーシュミレーターＰＶＳ１１１６ｉ−Ｍ）を用いて標準的な測定条件（照度１０００Ｗ／ｍ２、温度２５℃、スペクトルＡＭ１．５Ｇ）で、初期の発電効率（％）及び高温高湿試験（８５℃８５％ＲＨ×３０００ｈｒ）後の発電効率（％）を測定した。なお、測定は、いわゆる４端子法にて行い、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠して測定した。

実施例１は、表面電極３１及び裏面電極３２を、Ａｇペーストを塗布、焼成することにより形成した。また、導電性粒子としてＡｇ粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、銅箔基材を無鉛ハンダ（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）でメッキ処理を施したタブ線のサンプル４０を用いた。実施例１では、導電性粒子の表面が電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例２は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、導電性粒子としてＮｉ粒子をコア金属とし、最外層にＡｇコーティングを施した粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例１と同じタブ線のサンプル４０を用いた。実施例２では、導電性粒子の表面が電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例３は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、導電性粒子としてＣｕ粒子をコア金属とし、最外層にＡｇコーティングを施した粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例１と同じタブ線のサンプル４０を用いた。実施例３では、導電性粒子の表面が電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例４は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、導電性粒子として無鉛ハンダ（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例１と同じタブ線のサンプル４０を用いた。実施例４では、導電性粒子の表面がタブ線の接続表面を構成する導体と同一の導体（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）からなる。

実施例５は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例１と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、銅箔基材にＡｇメッキ処理を施したタブ線のサンプル４０を用いた。実施例５では、導電性粒子の表面がタブ線の接続表面及び電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例６は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例２と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例５と同じタブ線のサンプル４０を用いた。実施例６では、導電性粒子の表面がタブ線の接続表面及び電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例７は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例３と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例５と同じタブ線のサンプル４０を用いた。実施例７では、導電性粒子の表面がタブ線の接続表面及び電極を構成する導体と同一の導体（Ａｇ）からなる。

実施例８は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、導電性粒子として有鉛ハンダ（Ｓｎ６３−Ｐｂ３７）粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、銅箔基材を有鉛ハンダ（Ｓｎ６３−Ｐｂ３７）でメッキ処理を施したタブ線のサンプル４０を用いた。実施例８では、導電性粒子の表面がタブ線の接続表面を構成する導体と同一の導体（Ｓｎ６３−Ｐｂ３７）からなる。

比較例１は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、導電性粒子としてＮｉ粒子を含有させた導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例１と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例２は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例４と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例５と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例３は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、比較例１と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、実施例５と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例４は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例４と同じ導電性接着フィルムのサンプル４１を用いた。また、銅箔基材のみからなるタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例５は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例８と同じタブ線のサンプル４０を用いた。また、実施例５と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例６は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。実施例４と同じタブ線のサンプル４０を用いた。また、実施例８と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例７は、実施例１と同じ太陽電池セルを用いた。また、実施例８と同じタブ線のサンプル４０を用いた。また、実施例１と同じタブ線のサンプル４０を用いた。

比較例１〜７は、いずれも導電性粒子の表面を構成する導体が、タブ線の接続表面及び電極を構成する導体と異種の導体からなる。

実施例１〜８、比較例１〜７に係る各太陽電池セルについて、初期の発電効率（％）及び高温高湿試験（８５℃８５％ＲＨ×３０００ｈｒ）後の発電効率（％）を測定し、発電効率の低下率を求めた。結果を表１に示す。評価の指標として、発電効率の低下率が１．５％未満のものを○、１．５％以上３％未満のものを△、３％以上のものを×とした。

表１に示すように、実施例１〜８では、いずれも発電効率の低下率が１．５％未満と、発電効率が高く維持されている。一方、比較例１〜７では、発電効率の低下率が１．５％以上と大幅に低下した。これは、比較例では、タブ線の接続表面及び電極と導電性粒子の表面とが異なる種類の導体で構成されているため、高温多湿の腐食環境下において、いわゆる異種金属接触腐食が生じたためと考えられる。

以上より、実施例１〜８によれば、発電効率及び接続信頼性いずれの面でも実用に耐えられるものであることが分かる。

次いで、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の説明において、上述した太陽電池モジュール１の各構成と同一の構成については同一の符号を付してその詳細を省略する。以下に説明する太陽電池モジュールは、導電性接着フィルム１７のバインダー樹脂層に含有される導電性粒子として扁平状の導電性粒子４３を用いたものである。

導電性粒子４３も、上述した導電性粒子２３と同様に、表面がタブ線３の接続表面又はバスバー電極１１や裏面電極１３を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなり、好ましくは、表面がタブ線３の接続表面及びバスバー電極１１や裏面電極１３を構成する導体と同一の導体からなる。

扁平状の導電性粒子４３を含有した導電性接着フィルム１７を用いることにより、低圧で熱加圧しても接続信頼性が確保され、太陽電池セル２のセル割れを防止することができる。

次いで、本発明の実施例について説明する。本実施例は、バインダー樹脂に含有する導電性粒子の材料を異ならせた複数種類の導電性接着フィルムのサンプルを用意し、これら導電性接着フィルムのサンプルを介してタブ線を光電変換素子の表面電極及び裏面電極に熱加圧して接着し太陽電池セルを製造した。

光電変換素子は、表面電極及び裏面電極を、いずれもＡｇペーストを塗布、焼成することにより形成した。タブ線は、銅箔基材を無鉛ハンダ（Ｓｎ−３Ａｇ−０．５Ｃｕ）でメッキ処理を施すことにより形成した。

導電性粒子が含有される導電性接着フィルムのバインダー樹脂は、
フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０：新日鐵化学株式会社製）；２０質量部
液状エポキシ樹脂（ＥＰ８２８：三菱化学株式会社製）；５０質量部
導電性粒子；１０質量部
イミダゾール系潜在性硬化剤（ＨＸ３９４１ＨＰ：旭化成株式会社製）；２０質量部
トルエン；１００質量部
を混合し樹脂組成物を調整した。

この樹脂組成物と下記実施例に係る導電性粒子を混合し、５０μｍ厚の剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルムに、２５μｍ厚となるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間加熱乾燥処理して成膜することにより導電性接着フィルムのサンプルを作成した。

実施例９は、導電性粒子として銀を銅粉に置換メッキさせた銀コート銅粉（三井金属株式会社製 楕円状 平均粒子径５〜１０μｍ）を用いた。銀コート銅粉の添加量は、バインダー樹脂１００重量部に対して２重量部とした。導電性接着フィルムの熱加圧条件は、１８０℃、１０ｓｅｃ、２ＭＰａとした。

実施例１０は、銀コート銅粉の添加量を、バインダー樹脂１００重量部に対して５重量部とし、導電性接着フィルムの加圧圧力を１ＭＰａとした以外は、実施例９と同様の条件とした。

実施例１１は、銀コート銅粉の添加量を、バインダー樹脂１００重量部に対して５重量部とした以外は、実施例９と同様の条件とした。

実施例１２は、銀コート銅粉の添加量を、バインダー樹脂１００重量部に対して１０重量部とし、導電性接着フィルムの加圧圧力を１ＭＰａとした以外は、実施例９と同様の条件とした。

実施例１３は、銀コート銅粉の添加量を、バインダー樹脂１００重量部に対して１０重量部とした以外は、実施例９と同様の条件とした。

実施例１４は、銀コート銅粉の添加量を、バインダー樹脂１００重量部に対して１０重量部とし、導電性接着フィルムの加圧圧力を５ＭＰａとした以外は、実施例９と同様の条件とした。

なお、導電性粒子の平均粒子径は、導電性粒子の形状を直方体と近似し、この直方体の辺を短い方から順に、短辺ａ、中辺ｂ、長辺ｃとし、短辺ａ、中辺ｂ、長辺ｃの平均値から、下記式により求める。前記短辺ａ、中辺ｂ、長辺ｃは、所定の数、例えば１００個の導電性粒子の走査型電子顕微鏡写真から測定し、その平均値を算出して求める。
導電性粒子の平均粒径＝（中辺ｂの平均値＋長辺ｃの平均値）／２

そして、各実施例９〜１４に係る太陽電池セルについて、セル割れの有無、及び初期の接続抵抗（ｍΩ）及び高温高湿試験（８５℃８５％ＲＨ×５００ｈｒ）後の接続抵抗（ｍΩ）を測定した（図６参照）。測定結果を表２に示す。

なお、セル割れは、太陽電池のＥＬ（Electro Luminescence）現象を利用したＥＬ検査法により確認した。セル割れが全く見られないものを○、タブ線下１０％未満のセル割れが発生したものを△、タブ線下１０％以上のセル割れが発生したものを×とした。

また、接続抵抗は、ソーラーシミュレータ（日清紡メカトロニクス社製、ソーラーシュミレーターＰＶＳ１１１６ｉ−Ｍ）を用いて標準的な測定条件（照度１０００Ｗ／ｍ２、温度２５℃、スペクトルＡＭ１．５Ｇ）のもと、いわゆる４端子法にて行い、ＪＩＳ Ｃ８９１３（結晶系太陽電池セル出力測定方法）に準拠して測定した。抵抗値が４ｍΩ未満の場合を◎、抵抗値が４ｍΩ以上、５ｍΩ未満の場合を○、抵抗値が５ｍΩ以上、６ｍΩ未満の場合を△、抵抗値が６ｍΩ以上の場合を×とした。

表２に示すように、実施例９〜実施例１４では、扁平状の導電性粒子を用いているため、導電性接着フィルムの圧着圧力を低圧としながらセル割れを抑制しつつ、接続信頼性を維持することができた。また、実施例９〜実施例１４は、導電性粒子として、扁平状の銀コート銅粉を用いている。したがって、Ａｇペーストを塗布、焼成することにより形成された表面電極及び裏面電極と同一の導体であるため、高温多湿の腐食環境下に曝された場合にも、標準電極電位が近似した導体同士では、腐食電位差が小さくなるため異種金属接触腐食の発生を抑えることができ、発電効率の低下を効果的に防止すると共に接続信頼性を向上させることができる。

実施例９〜実施例１４をみると、扁平状の銀コート銅粉をバインダー樹脂１００重量部に対して略５重量部添加させることで、高温高圧環境下においても良好な接続信頼性を維持できることがわかる。なお、実施例１４では、導電性接着フィルムの圧着圧力を５ＭＰａとやや高くしたため、タブ線下１０％未満のセル割れが発生し、また高温高湿試験後の接続抵抗値が上昇した。

１ 太陽電池モジュール、２ 太陽電池セル、３ タブ線、４ ストリングス、５ マトリクス、６ シート、７ 表面カバー、８ バックシート、９ 金属フレーム、１０ 光電変換素子、１１ バスバー電極、１２ フィンガー電極、１３ 裏面電極、１４ タブ線接続部、１７ 導電性接着フィルム、２２ バインダー樹脂、２３ 導電性粒子、２４ 剥離基材、２５ リール

Claims (10)

1. 複数の太陽電池セルと、上記太陽電池セルの表面及び隣接する太陽電池セルの裏面にそれぞれ形成された電極上に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介して接着され、複数の上記太陽電池セル同士を接続するタブ線とを備え、
   上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなる太陽電池モジュール。
2. 上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同一の導体からなる請求項１記載の太陽電池モジュール。
3. 上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面及び上記電極を構成する導体と同一の導体からなる請求項２記載の太陽電池モジュール。
4. 上記導電性粒子の表面は、銀又はハンダである請求項１〜３のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
5. 上記導電性粒子は、銅からなるコア材を用いている請求項１〜４のいずれか１項に記載の太陽電池モジュール。
6. 扁平状の導電性粒子を用いた請求項１記載の太陽電池モジュール。
7. 上記導電性粒子は、銀コートされた銅粒子である請求項６記載の太陽電池モジュール。
8. 太陽電池セルの表面電極に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介してタブ線の一端側を配置し、上記太陽電池セルと隣接する太陽電池セルの裏面電極に導電性粒子を含有する導電性接着剤を介して上記タブ線の他端側を配置する工程と、
   上記タブ線を上記表面電極及び上記裏面電極へ熱加圧し、上記導電性接着剤によって上記タブ線を上記表面電極及び上記裏面電極へ接着する工程とを有し、
   上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同種の導体からなる太陽電池モジュールの製造方法。
9. 上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面又は上記電極を構成する導体の少なくとも一方と同一の導体からなる請求項８記載の太陽電池モジュールの製造方法。
10. 上記導電性粒子の表面は、上記タブ線の接続表面及び上記電極を構成する導体と同一の導体からなる請求項９記載の太陽電池モジュールの製造方法。

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