JP2013258305A - Interconnector for solar cell, and solar cell with interconnector - Google Patents

Interconnector for solar cell, and solar cell with interconnector Download PDF

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稔也 津田
Ko Yoshioka
興 吉岡
Tatsuo Tomomori
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an interconnector for a solar cell which can prevent adhesion of solder to the solar cell when connected to a bus bar electrode formed on the solar cell, thereby effectively preventing decline in power generation efficiency of the solar cell and fractures and cracks in the solar cell, and has the advantage in cost.SOLUTION: An interconnector 100 for a solar cell is obtained by forming base plating layers 20, 30 and solder layers 40 on upper and lower surfaces of a substrate 10. The substrate 10 is exposed at an end surface.

Description

本発明は、太陽電池用インターコネクタ、およびインターコネクタ付き太陽電池セルに関する。   The present invention relates to a solar battery interconnector and a solar battery cell with an interconnector.

太陽電池用インターコネクタは、主として、結晶Ｓｉからなる太陽電池セル間を繋ぐための配線材であり、太陽電池セルの表面に形成されたバスバー電極にはんだ付けにより接合されることで、太陽電池セルが変換した電気エネルギーを集電する役割を果たすものである。近年、このような太陽電池用のインターコネクタ材として、金属からなる平角基材に、下地めっきを施し、次いで、はんだ溶融めっきにより、平角基材の全表面を被覆してなる全表面はんだ被覆基材が使用されている。   The solar cell interconnector is mainly a wiring material for connecting the solar cells made of crystalline Si, and is joined to the bus bar electrode formed on the surface of the solar cell by soldering. It plays a role of collecting the electric energy converted by the. In recent years, as an interconnector material for such a solar cell, an all-surface solder-coated substrate obtained by applying a base plating to a flat substrate made of metal and then coating the entire surface of the flat substrate by solder hot-dip plating. The material is used.

このような全表面はんだ被覆基材として、たとえば、特許文献１では、平角アルミ基材の全表面に、銅めっき、およびはんだめっきを施してなる太陽電池用インターコネクタが開示されている。   As such a full-surface solder-coated substrate, for example, Patent Document 1 discloses a solar cell interconnector obtained by performing copper plating and solder plating on the entire surface of a flat aluminum substrate.

特開２００６−４９６６６号公報JP 2006-49666 A

しかしながら、上記特許文献１に開示されている太陽電池用インターコネクタのような全表面はんだ被覆基材では、インターコネクタをバスバー電極に接合する際における熱加圧により、インターコネクタの端面（厚み方向を形成する面）を被覆しているはんだが垂れて、太陽電池セルの表面に付着してしまい、これにより、太陽電池セルの一部がはんだで覆われてしまい、太陽電池セルの発電効率が低下するという問題がある。さらに、太陽電池セルに内在する応力が、太陽電池セルと、はんだとの接合部分に集中してしまい、太陽電池セルの割れやクラックが発生してしまうという問題もある。   However, in the entire surface solder-covered base material such as the solar cell interconnector disclosed in Patent Document 1, the end surface (thickness direction of the interconnector) is increased by heat and pressure when the interconnector is joined to the bus bar electrode. The solder covering the surface to be formed hangs down and adheres to the surface of the solar battery cell, and this causes a part of the solar battery cell to be covered with the solder, thereby reducing the power generation efficiency of the solar battery cell. There is a problem of doing. Furthermore, the stress inherent in the solar battery cell is concentrated at the joint between the solar battery cell and the solder, and there is a problem that the solar battery cell is cracked or cracked.

これに対し、はんだの太陽電池セルへの付着を防止するために、太陽電池セル上に形成されてなるバスバー電極を、インターコネクタの幅と比較して幅広く形成する方法も考えられるが、バスバー電極は高価なＡｇを主成分とするものであるため、コスト的に不利になるという問題がある。さらには、バスバー電極を幅広く形成すると、太陽電池セルの有効面積が低下してしまい、結果として、太陽電池セルの発電効率が低下してしまうという問題がある。   On the other hand, in order to prevent the solder from adhering to the solar battery cell, a method of forming the bus bar electrode formed on the solar battery cell wider than the width of the interconnector can be considered. Has a problem that it is disadvantageous in terms of cost because it is composed mainly of expensive Ag. Furthermore, when the bus bar electrode is formed widely, there is a problem that the effective area of the solar battery cell is reduced, and as a result, the power generation efficiency of the solar battery cell is reduced.

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、太陽電池セル上に形成されてなるバスバー電極と接合する際における、はんだの太陽電池セルへの付着を防止することができ、これにより、太陽電池セルの発電効率の低下、および太陽電池セルの割れやクラックを有効に防止することが可能であり、かつ、コスト的に有利な太陽電池用インターコネクタを提供することにある。また、本発明は、このような太陽電池用インターコネクタを用いて得られるインターコネクタ付き太陽電池セルを提供することも目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to prevent solder from adhering to a solar battery cell when joining with a bus bar electrode formed on the solar battery cell. Accordingly, it is possible to effectively prevent a decrease in power generation efficiency of the solar battery cell and a crack or crack of the solar battery cell, and to provide a cost-effective solar battery interconnector. Another object of the present invention is to provide a solar cell with an interconnector obtained by using such an interconnector for solar cells.

本発明者等は、上述の目的を達成すべく鋭意検討した結果、上下面（厚み方向と垂直な面）に下地めっき層、およびはんだ層が形成され、端面（厚み方向を形成する面）に基材が露出している太陽電池用インターコネクタにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned object, the present inventors have formed a base plating layer and a solder layer on the upper and lower surfaces (surfaces perpendicular to the thickness direction), and on the end surfaces (surfaces forming the thickness direction). It has been found that the above problems can be solved by the solar cell interconnector with the exposed base material, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明によれば、基材の上下面に下地めっき層、およびはんだ層を形成してなる太陽電池用インターコネクタであって、端面において、前記基材が露出していることを特徴とする太陽電池用インターコネクタが提供される。   That is, according to the present invention, there is provided an interconnector for a solar cell in which a base plating layer and a solder layer are formed on the upper and lower surfaces of a base material, wherein the base material is exposed at an end surface. An interconnector for a solar cell is provided.

本発明の太陽電池用インターコネクタにおいて、前記基材が、純アルミニウム、またはアルミニウム合金からなることが好ましい。   In the solar cell interconnector of the present invention, the base material is preferably made of pure aluminum or an aluminum alloy.

また、本発明によれば、上記いずれかの太陽電池用インターコネクタを太陽電池セルに接続してなることを特徴とするインターコネクタ付き太陽電池セルが提供される。   Moreover, according to this invention, the solar cell with an interconnector characterized by connecting one of the said solar cell interconnectors to a photovoltaic cell is provided.

本発明によれば、太陽電池セル上に形成されてなるバスバー電極と接合する際に、はんだの太陽電池セルへの付着を防止することができ、これにより、太陽電池セルの発電効率の低下、および太陽電池セルの割れやクラックを有効に防止することが可能であり、しかも、コスト的に有利な太陽電池用インターコネクタを提供することができる。また、本発明によれば、このような太陽電池用インターコネクタを用いて得られるインターコネクタ付き太陽電池セルを提供することもできる。   According to the present invention, when joining with the bus bar electrode formed on the solar battery cell, it is possible to prevent the solder from adhering to the solar battery cell, thereby reducing the power generation efficiency of the solar battery cell, In addition, it is possible to effectively prevent cracking and cracking of the solar battery cell, and it is possible to provide a solar battery interconnector that is advantageous in terms of cost. Moreover, according to this invention, the photovoltaic cell with an interconnector obtained using such an interconnector for solar cells can also be provided.

図１は、本実施形態に係る太陽電池用インターコネクタの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a solar cell interconnector according to the present embodiment. 図２は、本実施形態に係る太陽電池用インターコネクタをバスバー電極に接合した場面を示す図である。FIG. 2 is a view showing a scene where the solar cell interconnector according to the present embodiment is joined to the bus bar electrode. 図３は、従来例に係る太陽電池用インターコネクタの構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a solar cell interconnector according to a conventional example. 図４は、従来例に係る太陽電池用インターコネクタをバスバー電極に接合した場面を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a scene where a solar cell interconnector according to a conventional example is joined to a bus bar electrode.

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本実施形態に係る太陽電池用インターコネクタ１００の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の太陽電池用インターコネクタ１００は、Ａｌ基材１０の両面に、Ｎｉめっき層２０、Ｓｎめっき層３０、およびはんだ層４０が、この順に形成されてなる。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a solar cell interconnector 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the interconnector 100 for a solar cell according to the present embodiment includes a Ni plating layer 20, a Sn plating layer 30, and a solder layer 40 formed in this order on both surfaces of an Al base 10.

＜Ａｌ基材１０＞
Ａｌ基材１０を構成するアルミニウム板としては、特に限定されず、純アルミニウム板や、ＪＩＳ規格の１０００系、２０００系、３０００系、５０００系、６０００系、７０００系のいずれのアルミニウム合金板も用いることができるが、なかでも、１０００系のＯ材が特に好ましい。Ａｌ基材１０の厚みは、特に限定されず、太陽電池用インターコネクタとして十分な導電性が確保できるような厚みとすればよいが、好ましくは０．１〜０．５ｍｍである。 <Al base material 10>
The aluminum plate constituting the Al base 10 is not particularly limited, and a pure aluminum plate or any JIS standard 1000 series, 2000 series, 3000 series, 5000 series, 6000 series, or 7000 series aluminum alloy sheet is used. Among them, a 1000 series O material is particularly preferable. The thickness of the Al base 10 is not particularly limited, and may be a thickness that can secure sufficient conductivity as an interconnector for a solar cell, but is preferably 0.1 to 0.5 mm.

＜Ｎｉめっき層２０＞
Ｎｉめっき層２０は、はんだめっきを施すための下地めっき層であるＳｎめっき層３０を良好に形成するために設けられる層であり、Ａｌ基材１０上に、Ｎｉめっきを施すことにより形成される。Ａｌ基材１０上に、Ｎｉめっき層２０を形成する方法としては、特に限定されないが、Ａｌ表面上にＮｉめっき層を直接設けることは困難であるため、あらかじめ、Ｚｎ層を置換めっきによって形成した後、その上にＮｉめっき層２０を形成するのが好ましい。以下、Ｚｎ層を形成する方法について、説明する。 <Ni plating layer 20>
The Ni plating layer 20 is a layer provided to satisfactorily form the Sn plating layer 30 which is a base plating layer for performing solder plating, and is formed by applying Ni plating on the Al base 10. . The method for forming the Ni plating layer 20 on the Al base 10 is not particularly limited, but it is difficult to directly provide the Ni plating layer on the Al surface, so the Zn layer was previously formed by displacement plating. Thereafter, it is preferable to form the Ni plating layer 20 thereon. Hereinafter, a method for forming the Zn layer will be described.

まず、Ａｌ基材１０を構成する純アルミニウム板またはアルミニウム合金板について、脱脂処理を行ない、次いで、酸性エッチングおよびスマット除去を行った後、Ｚｎの置換めっきを行なう。Ｚｎの置換めっきは、硝酸浸漬処理、第一Ｚｎ置換処理、硝酸亜鉛剥離処理、第二Ｚｎ置換処理の各工程を経る、ダブルジンケート処理を施すことにより行なわれる。この場合、各工程の処理後には水洗処理を実施する。なお、第一Ｚｎ置換処理および第二Ｚｎ置換処理により形成されるＺｎ層は、Ｎｉめっきを施す際にわずかに溶解する。Ｚｎ層は、良好なＮｉめっき層２０を形成するために、Ｎｉめっき後の状態における皮膜量が、好ましくは５〜５００ｍｇ／ｍ２の範囲、より好ましくは３０〜３００ｍｇ／ｍ２の範囲となるように形成することが望ましい。なお、Ｚｎ層の皮膜量は、処理液中のＺｎイオンの濃度および第二Ｚｎ置換処理において処理液中に浸漬する時間を適宜選択することで調整することができる。なお、Ｚｎの置換めっきは、硝酸浸漬処理を実施した後、第一Ｚｎ置換処理の工程のみを実施する、シングルジンケート処理を施すことにより行ってもよい。この際においては、Ｚｎ層の皮膜量は、処理液中のＺｎイオンの濃度および第一Ｚｎ置換処理において処理液中に浸漬する時間を適宜選択することで調整することができる。 First, a pure aluminum plate or an aluminum alloy plate constituting the Al base 10 is subjected to a degreasing process, and then subjected to acidic etching and smut removal, followed by Zn substitution plating. The substitution plating of Zn is performed by performing a double zincate treatment through each step of nitric acid immersion treatment, first Zn substitution treatment, zinc nitrate stripping treatment, and second Zn substitution treatment. In this case, the water washing process is implemented after the process of each process. Note that the Zn layer formed by the first Zn substitution treatment and the second Zn substitution treatment is slightly dissolved when Ni plating is performed. Zn layer in order to form a good Ni plating layer 20, layer weight in the state after the Ni plating becomes preferably in the range of 5 to 500 mg / m 2, more preferably in the range of 30 to 300 mg / m 2 It is desirable to form as follows. The coating amount of the Zn layer can be adjusted by appropriately selecting the concentration of Zn ions in the treatment liquid and the time for immersion in the treatment liquid in the second Zn substitution treatment. The substitution plating of Zn may be performed by performing a single zincate treatment in which only the first Zn substitution treatment step is performed after the nitric acid immersion treatment. In this case, the coating amount of the Zn layer can be adjusted by appropriately selecting the concentration of Zn ions in the treatment liquid and the time of immersion in the treatment liquid in the first Zn substitution treatment.

次いで、Ｚｎ層の上に、Ｎｉめっきを施すことで、Ｎｉめっき層２０を形成する。Ｎｉめっき層２０は、電気めっき法または無電解めっき法のいずれのめっき法を用いて形成してもよい。Ｎｉめっき層２０の厚みは、好ましくは０．２μｍ以上であり、より好ましくは０．２〜３．０μｍ、さらに好ましくは０．５〜２．０μｍである。   Next, Ni plating layer 20 is formed on the Zn layer by applying Ni plating. The Ni plating layer 20 may be formed using any plating method of electroplating or electroless plating. The thickness of the Ni plating layer 20 is preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.2 to 3.0 μm, and still more preferably 0.5 to 2.0 μm.

＜Ｓｎめっき層３０＞
Ｓｎめっき層３０は、はんだ層４０を形成するための下地めっき層であり、Ｎｉめっき層２０上に、Ｓｎめっきを行なうことにより形成される。Ｓｎめっき層３０は、電気めっき法または無電解めっき法のいずれのめっき法を用いて形成してもよい。Ｓｎめっき層３０の厚みは、好ましくは０．５〜３．０μｍである。Ｓｎめっき層３０の厚みを上記範囲とすることにより、はんだ濡れ性が向上し、良好なはんだ層４０を形成することが可能となる。 <Sn plating layer 30>
The Sn plating layer 30 is a base plating layer for forming the solder layer 40, and is formed by performing Sn plating on the Ni plating layer 20. The Sn plating layer 30 may be formed using any plating method of electroplating or electroless plating. The thickness of the Sn plating layer 30 is preferably 0.5 to 3.0 μm. By setting the thickness of the Sn plating layer 30 within the above range, the solder wettability is improved, and a good solder layer 40 can be formed.

＜はんだ層４０＞
はんだ層４０は、Ｓｎめっき層３０上に、溶融はんだめっきを施すことにより形成される。本実施形態においては、Ａｌ基材１０の端面が露出した状態で、はんだ層４０を形成している。 <Solder layer 40>
The solder layer 40 is formed by performing molten solder plating on the Sn plating layer 30. In the present embodiment, the solder layer 40 is formed with the end face of the Al base 10 exposed.

ここで、Ａｌ基材１０の端面が露出した状態で、はんだ層４０を形成する方法としては、特に限定されないが、たとえば、Ａｌ基材１０上にＮｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０を形成した後、Ｎｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０が形成されたＡｌ基材１０について、溶融はんだめっき処理を行うのに適した幅にするために、幅調整のためのスリットを行い、次いで、溶融はんだめっきを施し、さらにはんだ層４０が形成されたＡｌ基材１０について、Ａｌ基材１０の端面を露出させるために、成形のためのスリットを行う方法が挙げられる。なお、Ｓｎめっき層３０を形成した時点で、Ｎｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０が形成されたＡｌ基材１０の幅が、溶融はんだ処理を行うのに適した幅である場合には、上述した幅調整のためのスリットは実施しなくてもよい。   Here, the method for forming the solder layer 40 with the end face of the Al base 10 exposed is not particularly limited. For example, the Ni plating layer 20 and the Sn plating layer 30 are formed on the Al base 10. After that, for the Al base material 10 on which the Ni plating layer 20 and the Sn plating layer 30 are formed, a slit for width adjustment is performed in order to obtain a width suitable for performing the molten solder plating process, A method of forming a slit for forming the Al base material 10 on which the solder layer 40 is formed by performing the molten solder plating in order to expose the end face of the Al base material 10 can be mentioned. When the Sn plating layer 30 is formed and the width of the Ni plating layer 20 and the Al base material 10 on which the Sn plating layer 30 is formed is a width suitable for performing a molten solder process, The slit for width adjustment mentioned above does not need to be implemented.

具体的には、まず、Ａｌ基材１０にＮｉめっきを施すことにより、Ａｌ基材１０上にＮｉめっき層２０を形成する。そして、形成したＮｉめっき層２０にＳｎめっきを施すことで、Ｎｉめっき層２０上にＳｎめっき層３０を形成する。次いで、Ｎｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０が形成されたＡｌ基材１０について、その幅が溶融はんだめっき処理を行うのに適した幅となっていない場合には、必要に応じて、幅調整のためのスリットを行う。なお、幅調整のためのスリットを行う際のスリット幅は、たとえば、３０〜１００ｍｍとすることができる。   Specifically, first, Ni plating layer 20 is formed on Al base material 10 by performing Ni plating on Al base material 10. Then, the Sn plating layer 30 is formed on the Ni plating layer 20 by performing Sn plating on the formed Ni plating layer 20. Next, for the Al base material 10 on which the Ni plating layer 20 and the Sn plating layer 30 are formed, if the width is not suitable for performing the molten solder plating process, the width is changed as necessary. Make a slit for adjustment. In addition, the slit width at the time of performing the slit for width adjustment can be 30-100 mm, for example.

次いで、得られたＮｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０が形成されたＡｌ基材１０のＳｎめっき層３０上にはんだ層４０を形成する。次いで、Ｎｉめっき層２０、Ｓｎめっき層３０、およびはんだ層４０が形成されたＡｌ基材１０に対し、成形のためのスリットを行う。これにより、Ｎｉめっき層２０、Ｓｎめっき層３０、およびはんだ層４０が形成されたＡｌ基材１０において、端面（すなわち、スリット面）についてはＡｌ基材１０が露出しているとともに、Ｎｉめっき層２０、Ｓｎめっき層３０、およびはんだ層４０がＡｌ基材１０の上下面にのみに形成されてなる太陽電池用インターコネクタ１００を得ることができる。そして、これにより、得られる太陽電池用インターコネクタ１００は、図１に示すように、Ａｌ基材１０の端面が露出し、Ａｌ基材１０の上下面にのみＮｉめっき層２０、Ｓｎめっき層３０、およびはんだ層４０が形成されたものとなる。   Next, a solder layer 40 is formed on the obtained Ni plating layer 20 and the Sn plating layer 30 of the Al base 10 on which the Sn plating layer 30 is formed. Next, a slit for molding is performed on the Al base material 10 on which the Ni plating layer 20, the Sn plating layer 30, and the solder layer 40 are formed. Thereby, in the Al base material 10 on which the Ni plating layer 20, the Sn plating layer 30, and the solder layer 40 are formed, the Al base material 10 is exposed at the end face (that is, the slit surface), and the Ni plating layer 20, the interconnector 100 for solar cells in which the Sn plating layer 30 and the solder layer 40 are formed only on the upper and lower surfaces of the Al base 10 can be obtained. As a result, the solar cell interconnector 100 thus obtained has the end face of the Al base 10 exposed as shown in FIG. 1, and the Ni plating layer 20 and the Sn plating layer 30 only on the upper and lower surfaces of the Al base 10. , And the solder layer 40 is formed.

なお、上述した成形のためのスリットを行う場合におけるスリット幅は、太陽電池用インターコネクタ１００として必要な幅に応じて調整すればよい。   In addition, what is necessary is just to adjust the slit width | variety in the case of performing the slit for shaping | molding mentioned above according to the width | variety required as the interconnector 100 for solar cells.

また、幅調整のためのスリットや、成形のためのスリットを行う方法としては、特に限定されないが、スリッターを用いてスリットする方法などが挙げられる。   In addition, a method for performing slits for width adjustment and slitting for molding is not particularly limited, and examples thereof include a slitting method using a slitter.

そして、はんだ層４０を形成する際における、溶融はんだめっきの浴温は、好ましくは１４０〜３５０℃であり、より好ましくは１８０〜３００℃である。そして、溶融はんだめっきを行なう際の浸漬時間は、好ましくは３〜１５秒である。溶融はんだめっきの浴温や、溶融はんだめっきを行なう際にける浸漬時間が上記範囲である場合には、良好な厚みのはんだ層４０が形成され、また、はんだ層４０に含まれるＳｎ成分が、Ａｌ基材１０まで拡散してしまうこともないため、Ａｌ基材１０とＳｎとの間で発生する固溶硬化を防ぐことができる。   And the bath temperature of molten solder plating at the time of forming the solder layer 40 becomes like this. Preferably it is 140-350 degreeC, More preferably, it is 180-300 degreeC. And the immersion time at the time of performing molten solder plating becomes like this. Preferably it is 3 to 15 seconds. When the bath temperature of the molten solder plating or the immersion time when performing the molten solder plating is within the above range, the solder layer 40 having a good thickness is formed, and the Sn component contained in the solder layer 40 includes: Since it does not diffuse to the Al base material 10, solid solution hardening that occurs between the Al base material 10 and Sn can be prevented.

はんだ層４０の厚みは、特に限定されないが、好ましくは片面あたり１０〜５０μｍ、より好ましくは１５〜４０μｍである。   Although the thickness of the solder layer 40 is not specifically limited, Preferably it is 10-50 micrometers per single side | surface, More preferably, it is 15-40 micrometers.

本実施形態においては、図１に示す太陽電池用インターコネクタ１００を用いることで、太陽電池セル上に形成されてなるバスバー電極と接合する際に、はんだの太陽電池セルへの付着を防止することができ、太陽電池セルの発電効率の低下、および太陽電池セルの割れやクラックを有効に防止することができる。   In the present embodiment, by using the solar cell interconnector 100 shown in FIG. 1, it is possible to prevent solder from adhering to the solar cells when joining with the bus bar electrodes formed on the solar cells. Thus, it is possible to effectively prevent a decrease in power generation efficiency of the solar battery cell and a crack or crack of the solar battery cell.

ここで、図２は、図１に示す太陽電池用インターコネクタ１００を、太陽電池セル３００上のバスバー電極２００に接合した場面を示す図である。図２に示すように、図１に示す太陽電池用インターコネクタ１００をバスバー電極２００に接合した場合においては、はんだ層４０を構成するはんだが太陽電池セル３００に付着することがなく、そのため、本実施形態における太陽電池用インターコネクタ１００を用いた場合には、太陽電池セル３００の発電効率の低下、および太陽電池セル３００の割れやクラックを有効に防止することができる。   Here, FIG. 2 is a diagram showing a scene where the solar cell interconnector 100 shown in FIG. 1 is joined to the bus bar electrode 200 on the solar cell 300. As shown in FIG. 2, when the solar cell interconnector 100 shown in FIG. 1 is joined to the bus bar electrode 200, the solder constituting the solder layer 40 does not adhere to the solar battery cell 300. When the interconnector 100 for solar cells in the embodiment is used, it is possible to effectively prevent a decrease in power generation efficiency of the solar cells 300 and cracks and cracks of the solar cells 300.

一方、上述した特許文献１（特開２００６−４９６６６号公報）のような構成を有する太陽電池用インターコネクタ、すなわち、図３に示す太陽電池用インターコネクタ１００ａのように、Ａｌ基材１０ａの全表面に、Ｎｉめっき層２０ａや、Ｓｎめっき層３０ａなどの、はんだ層を形成するための下地めっき層が形成され、下地めっき層の全表面にはんだ層４０ａが形成されている構成では、次のような問題がある。すなわち、このような太陽電池用インターコネクタ１００ａを、太陽電池セル３００上のバスバー電極２００に接合すると、図４に示すように、太陽電池用インターコネクタ１００ａの端面のはんだが、太陽電池セル３００の表面を覆うように付着してしまい、これにより、太陽電池セル３００の発電効率が低下するとともに、太陽電池セル３００に内在する応力が、太陽電池セルと、はんだとの接合部分に集中してしまい、太陽電池を製造するための後工程で太陽電池セル３００に応力が加わる際に、太陽電池セル３００に割れやクラックが発生し易くなってしまうという問題がある。
これに対して、本実施形態によれば、太陽電池用インターコネクタ１００の端面にはんだ層４０が形成されていないため、太陽電池セル３００の表面のバスバー電極２００にはんだ付けにより接合する際に、はんだが太陽電池セル３００に付着することがなく、これにより、太陽電池セル３００の発電効率の低下、および太陽電池セル３００の割れやクラックを有効に防止することができる。 On the other hand, like the interconnector for solar cells having the configuration as described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-49666), that is, the interconnector for solar cells 100a shown in FIG. In the configuration in which the base plating layer for forming the solder layer such as the Ni plating layer 20a and the Sn plating layer 30a is formed on the surface and the solder layer 40a is formed on the entire surface of the base plating layer, There is a problem like this. That is, when such a solar battery interconnector 100a is joined to the bus bar electrode 200 on the solar battery cell 300, the solder on the end face of the solar battery interconnector 100a is bonded to the solar battery cell 300 as shown in FIG. As a result, the power generation efficiency of the solar battery cell 300 is reduced, and the stress inherent in the solar battery cell 300 is concentrated on the junction between the solar battery cell and the solder. When a stress is applied to the solar battery cell 300 in a subsequent process for manufacturing the solar battery, there is a problem that the solar battery cell 300 is likely to be cracked or cracked.
On the other hand, according to this embodiment, since the solder layer 40 is not formed on the end face of the solar cell interconnector 100, when joining to the bus bar electrode 200 on the surface of the solar battery cell 300 by soldering, The solder does not adhere to the solar battery cell 300, thereby effectively preventing a decrease in power generation efficiency of the solar battery cell 300 and cracking or cracking of the solar battery cell 300.

また、はんだの太陽電池セルへの付着を防止する方法としては、バスバー電極２００を太陽電池用インターコネクタと比較して幅広く形成して、太陽電池用インターコネクタの端面のはんだが太陽電池セル３００に垂れるのを防ぐという方法も考えられる。しかしながら、バスバー電極２００は高価な銀を主成分とするものであることから、バスバー電極２００を幅広なものとすると、コスト的に不利になるという問題がある。また、太陽電池セル３００の表面に形成されるバスバー電極２００を幅広なものとすることにより、太陽電池セル３００に光が当たる面積が小さくなってしまい、発電効率が低下してしまうという問題もある。
これに対し、本実施形態によれば、バスバー電極２００を幅広なものとすることなく、はんだの太陽電池セル３００への付着を防止するものであるため、高価な銀の使用量を抑えることができることからコスト的に有利であり、さらに、太陽電池セル３００の発電効率の低下を防ぐことができる。 Further, as a method for preventing the solder from adhering to the solar battery cell, the bus bar electrode 200 is formed wider than the solar battery interconnector, and the solder on the end face of the solar battery interconnector is applied to the solar battery cell 300. A method of preventing dripping is also conceivable. However, since the bus bar electrode 200 is mainly composed of expensive silver, if the bus bar electrode 200 is wide, there is a problem that it is disadvantageous in terms of cost. In addition, by making the bus bar electrode 200 formed on the surface of the solar battery cell 300 wide, there is a problem that the area on which the solar battery cell 300 is exposed to light is reduced and the power generation efficiency is reduced. .
On the other hand, according to the present embodiment, since the bus bar electrode 200 is not widened and the adhesion of solder to the solar battery cell 300 is prevented, the amount of expensive silver used can be suppressed. Since it is possible, it is advantageous in terms of cost, and furthermore, a reduction in power generation efficiency of the solar battery cell 300 can be prevented.

本実施形態の太陽電池用インターコネクタ１００は、Ａｌ基材１０の端面が露出し、Ａｌ基材１０の上下面に下地めっき層、およびはんだ層４０が形成されていることを特徴とするため、次のような効果を奏するものである。すなわち、本実施形態の太陽電池用インターコネクタ１００によれば、はんだの太陽電池セル３００への付着を防止することで、太陽電池セル３００の発電効率の低下を防ぎ、さらに、太陽電池セル３００の割れやクラックを有効に防止することができる。また、本実施形態においては、バスバー電極２００を太くする必要がないため、高価な銀の使用量を抑えることができることからコスト的に有利であり、さらに、太陽電池セル３００の発電効率の低下を防ぐことができる。   The solar cell interconnector 100 of the present embodiment is characterized in that the end face of the Al base 10 is exposed and the base plating layer and the solder layer 40 are formed on the upper and lower surfaces of the Al base 10. The following effects are achieved. That is, according to the solar cell interconnector 100 of the present embodiment, by preventing the solder from adhering to the solar battery cell 300, the power generation efficiency of the solar battery cell 300 is prevented from being lowered. Cracks and cracks can be effectively prevented. Further, in the present embodiment, since it is not necessary to make the bus bar electrode 200 thick, it is advantageous in terms of cost because the amount of expensive silver used can be suppressed, and further, the power generation efficiency of the solar battery cell 300 is reduced. Can be prevented.

そのため、本実施形態の太陽電池用インターコネクタ１００を用い、太陽電池用インターコネクタ１００と、太陽電池セルとをはんだ付けにより接続することにより得られるインターコネクタ付き太陽電池セルは、品質的に良好であり、しかも、コスト的にも優れたものである。   Therefore, the solar cell with an interconnector obtained by connecting the solar cell interconnector 100 and the solar cell by soldering using the solar cell interconnector 100 of the present embodiment is good in quality. Moreover, it is also excellent in cost.

なお、本実施形態の太陽電池用インターコネクタ１００は、実質的に、端面にＡｌ基材１０が露出していると判断できるようなものであればよく、好ましくは、一方の面のめっき層４０が、反対面のめっき層４０と接しない程度にＡｌ基材１０の端面が露出していればよく、より好ましくは、太陽電池用インターコネクタ１００のＡｌ基材１０端面の全面が露出（Ａｌ基材１０端面が完全に露出）している状態であればよい。   In addition, the interconnector 100 for solar cells of this embodiment should just be what can judge that Al base material 10 is exposed to an end surface substantially, Preferably, the plating layer 40 of one surface is preferable. However, it is sufficient that the end face of the Al base 10 is exposed to the extent that it does not come into contact with the plating layer 40 on the opposite surface, and more preferably, the entire end face of the Al base 10 of the solar cell interconnector 100 is exposed (Al base). It is sufficient that the end face of the material 10 is completely exposed).

また、本実施形態における太陽電池用インターコネクタ１００においては、はんだ層４０の厚みは必ずしも均一である必要はなく、たとえば、Ａｌ基材１０の端部近傍において、Ａｌ基材１０の端部（エッジ部分）に向かって、はんだ層４０が徐々に薄くなるような態様で形成されたような構成であってもよい。このように、端部近傍において、端部に向かって、徐々にその厚みが薄くなるように、はんだ層４０を形成することで、太陽電池用インターコネクタ１００を、バスバー電極２００に接合する際において、太陽電池用インターコネクタ１００の端部からはんだが垂れてしまうことを防止する効果をより向上させることができる。また、めっき層４０のはんだが、太陽電池セル３００との接合面側のめっき層４０に垂れることを防止することができ、その結果として、太陽電池セル３００へのはんだの付着をより有効に防止することができる。また、接合時にはんだがはみ出した場合、はみ出したはんだの量が左右で異なることで、はんだが多く付いた側にはんだの収縮応力が集中し、逆側の接合部が剥離する現象（電子部品分野でのマンハッタン現象）を防止することができるという効果もある。   Moreover, in the interconnector 100 for solar cells in this embodiment, the thickness of the solder layer 40 does not necessarily need to be uniform. For example, in the vicinity of the end of the Al base 10, the end (edge) of the Al base 10 is formed. The configuration may be such that the solder layer 40 is gradually thinned toward the portion). In this way, when the solar cell interconnector 100 is joined to the bus bar electrode 200 by forming the solder layer 40 so that the thickness gradually decreases toward the end in the vicinity of the end. The effect of preventing the solder from dripping from the end of the solar cell interconnector 100 can be further improved. Moreover, the solder of the plating layer 40 can be prevented from dripping onto the plating layer 40 on the side of the joint surface with the solar battery cell 300, and as a result, the adhesion of the solder to the solar battery cell 300 can be more effectively prevented. can do. In addition, when solder protrudes during bonding, the amount of protruding solder differs between the left and right, so that the solder shrinkage stress concentrates on the side where much solder is attached, and the joint on the opposite side peels off (electronic parts field) (Manhattan phenomenon) can be prevented.

なお、上述した例では、太陽電池用インターコネクタを構成する基材として、Ａｌを用いる例を示したが、基材としては、導電性を有し、はんだに濡れにくい金属板であれば、特に限定されず、たとえば、上述したＡｌ基材１０に代えて、ベリリウム銅、鉄鋳物、銅合金、ゲルマニウム、インコネル、コバール、マグネシウム、モネル、ニクロム、ロジウム、鋼、ステンレス、亜鉛、亜鉛ダイキャストなどを用いてもよい。   In the above-described example, Al is used as the base material constituting the solar cell interconnector. However, the base material is particularly a metal plate that has conductivity and is difficult to wet with solder. For example, beryllium copper, iron casting, copper alloy, germanium, inconel, kovar, magnesium, monel, nichrome, rhodium, steel, stainless steel, zinc, zinc die cast, etc. may be used instead of the Al base 10 described above. It may be used.

また、上述した例では、はんだ層を形成するための下地めっき層として、Ｓｎめっき層３０を用いる例を示したが、下地めっき層としては、その上に良好にはんだ層を形成することができるものであれば、特に限定されず、たとえば、上述したＳｎめっき層３０に代えて、Ｓｎ−Ｎｉ合金層、Ｓｎ−Ｃｕ合金層などを用いてもよい。また、Ａｌ基材１０と、下地めっき層との間には、任意の層を形成してもよいし、Ａｌ基材１０上に、直接下地めっき層を形成してもよい。   Moreover, in the example mentioned above, although the example which uses Sn plating layer 30 was shown as a base plating layer for forming a solder layer, as a base plating layer, a solder layer can be favorably formed on it. If it is a thing, it will not specifically limit, For example, it may replace with Sn plating layer 30 mentioned above, and may use a Sn-Ni alloy layer, a Sn-Cu alloy layer, etc. In addition, an arbitrary layer may be formed between the Al base 10 and the base plating layer, or a base plating layer may be directly formed on the Al base 10.

本実施形態に係る太陽電池用インターコネクタ１００のサイズは、特に限定されないが、厚みが、通常、０．１〜０．７ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍであり、幅が、通常、０．５〜１０ｍｍ、好ましくは１〜６ｍｍであり、また、長さについては、太陽電池の配列等に応じて適宜設定すればよい。   The size of the interconnector 100 for solar cells according to this embodiment is not particularly limited, but the thickness is usually 0.1 to 0.7 mm, preferably 0.1 to 0.5 mm, and the width is usually The length is 0.5 to 10 mm, preferably 1 to 6 mm, and the length may be appropriately set according to the arrangement of solar cells.

以下に、実施例を挙げて、本実施形態についてより具体的に説明するが、本実施形態は、このような実施例に限定されない。   Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically with reference to examples. However, the present embodiment is not limited to such examples.

＜実施例１＞
Ａｌ基材１０を形成するための材料として、Ａｌの含有割合が９９．６重量％、Ｃｕの含有割合が０．１重量％、残部がＭｎ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｆｅ等であるアルミニウム板を準備した（厚さ０．３ｍｍ、幅４０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ）。そして、Ａｌ基材１０を、アルカリ液で脱脂し、エッチング処理し、次いで硫酸中で脱スマット処理を施し、水酸化ナトリウム：１５０ｇ／Ｌ、ロッシェル塩：５０ｇ／Ｌ、酸化亜鉛：２５ｇ／Ｌ、塩化第一鉄１．５ｇ／Ｌを含む処理液中に浸漬してＺｎ置換処理を行うことで、１００ｍｇ／ｍ２の皮膜量で、Ａｌ基材１０上にＺｎ層を形成した。 <Example 1>
As a material for forming the Al base 10, an aluminum plate having an Al content of 99.6% by weight, a Cu content of 0.1% by weight and the balance of Mn, Zn, Si, Fe, etc. is prepared. (Thickness 0.3 mm, width 40 mm, length 120 mm). Then, the Al base 10 is degreased with an alkali solution, etched, and then desmutted in sulfuric acid. Sodium hydroxide: 150 g / L, Rochelle salt: 50 g / L, zinc oxide: 25 g / L, A Zn layer was formed on the Al substrate 10 with a coating amount of 100 mg / m 2 by immersing in a treatment solution containing ferrous chloride 1.5 g / L and performing Zn substitution treatment.

次いで、Ｚｎ層を形成したＡｌ基材１０について下記条件にてニッケルめっきを行い、Ｚｎ層上に、厚さ０．５μｍのＮｉめっき層２０を形成した。
浴組成：硫酸ニッケル２５０ｇ／Ｌ、塩化ニッケル４５ｇ／Ｌ、ほう酸３０ｇ／Ｌ
ｐＨ：３〜５
浴温：６０℃
電流密度：１〜５Ａ／ｄｍ２ Next, nickel plating was performed on the Al base material 10 on which the Zn layer was formed under the following conditions to form a Ni plating layer 20 having a thickness of 0.5 μm on the Zn layer.
Bath composition: nickel sulfate 250 g / L, nickel chloride 45 g / L, boric acid 30 g / L
pH: 3-5
Bath temperature: 60 ° C
Current density: 1 to 5 A / dm 2

次いで、Ｎｉめっき層２０を形成したＡｌ基材１０について、下記条件にてスズめっきを行い、Ｎｉめっき層２０上に、厚さ０．５μｍのＳｎめっき層３０を形成した。
浴組成：硫酸第一錫３０ｇ／Ｌ、硫酸７０ｍｌ／Ｌ、適量の光沢剤および酸化防止剤
ｐＨ：１〜２
浴温：４０℃
電流密度：２．５〜１０Ａ／ｄｍ２ Next, tin plating was performed on the Al base material 10 on which the Ni plating layer 20 was formed under the following conditions to form a 0.5 μm thick Sn plating layer 30 on the Ni plating layer 20.
Bath composition: stannous sulfate 30 g / L, sulfuric acid 70 ml / L, appropriate amount of brightener and antioxidant pH: 1-2
Bath temperature: 40 ° C
Current density: 2.5 to 10 A / dm 2

次いで、Ｓｎめっきをして得たＡｌ基材１０について、浴温を２３０℃に調整したＳｎ−４０％Ｐｂはんだからなる溶融はんだめっき槽に、３秒間浸漬し、１２．０ｍｐｍの速度で引き上げることで、はんだ層４０を形成し、これにより、Ａｌ基材１０上に下地めっき層、およびはんだ層４０を形成した。   Next, the Al base material 10 obtained by Sn plating is immersed for 3 seconds in a molten solder plating bath made of Sn-40% Pb solder whose bath temperature is adjusted to 230 ° C., and pulled up at a speed of 12.0 mpm. Thus, the solder layer 40 was formed, and thereby the base plating layer and the solder layer 40 were formed on the Al base 10.

次いで、はんだ層４０を形成したＡｌ基材１０を、幅２．０ｍｍでスリットすることで、図１に示すように、上下面にのみ、Ｎｉめっき層２０、およびＳｎめっき層３０、はんだ層４０が形成され、Ａｌ基材１０の端面が露出した太陽電池用インターコネクタ１００が得られた。   Next, the Al base material 10 on which the solder layer 40 is formed is slit with a width of 2.0 mm, so that the Ni plating layer 20, the Sn plating layer 30, and the solder layer 40 are formed only on the upper and lower surfaces as shown in FIG. As a result, a solar cell interconnector 100 in which the end face of the Al base 10 was exposed was obtained.

１００，１００ａ…太陽電池用インターコネクタ
１０，１０ａ…Ａｌ基材
２０，２０ａ…Ｎｉめっき層
３０，３０ａ…Ｓｎめっき層
４０，４０ａ…はんだ層
２００…バスバー電極
３００…太陽電池セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100a ... Solar cell interconnector 10, 10a ... Al base material 20, 20a ... Ni plating layer 30, 30a ... Sn plating layer 40, 40a ... Solder layer 200 ... Busbar electrode 300 ... Solar cell

Claims (3)

基材の上下面に下地めっき層、およびはんだ層を形成してなる太陽電池用インターコネクタであって、
端面において、前記基材が露出していることを特徴とする太陽電池用インターコネクタ。 An interconnector for a solar cell in which a base plating layer and a solder layer are formed on the upper and lower surfaces of a substrate,
An interconnector for a solar cell, wherein the base material is exposed at an end face. 前記基材が、純アルミニウム、またはアルミニウム合金からなることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池用インターコネクタ。   The interconnector for solar cells according to claim 1, wherein the base material is made of pure aluminum or an aluminum alloy. 請求項１または２に記載の太陽電池用インターコネクタを太陽電池セルに接続してなることを特徴とするインターコネクタ付き太陽電池セル。   A solar cell with an interconnector, wherein the solar cell interconnector according to claim 1 or 2 is connected to a solar cell.
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