JP2014192481A - Metal foil lamination body for solar cell, solar cell module, and manufacturing method of metal foil lamination body for solar cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池用金属箔積層体、太陽電池モジュール、および太陽電池用金属箔積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a metal foil laminate for solar cells, a solar cell module, and a method for producing a metal foil laminate for solar cells.
近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、例えば図7に示す太陽電池モジュール100のように、光の入射面に配置された透光性基板120と、その裏面側に配置された太陽電池モジュール用基材(太陽電池用バックシート)110と、透光性基板120と太陽電池モジュール用基材110の間に封止された多数の太陽電池セル130とを有している。太陽電池セル130は、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムなどで形成された封止用フィルム140に挟まれて封止されている。
従来、太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル130が、配線材150で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル130は、太陽光の受光面130aである表面側にマイナス電極、裏面側にプラス電極が設けられているため、配線材150で接続すると、太陽電池セル130の受光面130a上に配線材150が重なり、光電変換の面積効率が低下する欠点があった。
In recent years, solar power generation, which is a power generation system using natural energy, has been rapidly spread. A solar cell module for performing solar power generation is, for example, like a
Conventionally, in a solar cell module, a large number of
また、上述した電極の配置では、配線材150が太陽電池セル130の表面側から裏面側に回り込む構造になるため、各部材の熱膨張率の差が原因で配線材150が断線するおそれがあった。
そこで、特許文献1、2では、プラス電極とマイナス電極の両電極が裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルは、裏面で直列に接続することが可能であり、表面の受光面積が犠牲にならない。したがって、受光率と光電変換の面積効率の低下を防止できる。また、配線材を表面側から裏面側に回り込む構造にしなくてもよいため、各部材の熱膨張率の差による配線材の断線も防止できる。
Further, in the arrangement of the electrodes described above, the
Therefore, Patent Documents 1 and 2 propose a back contact type solar battery cell in which both a positive electrode and a negative electrode are installed on the back surface. Solar cells of this system can be connected in series on the back surface, and the light receiving area on the front surface is not sacrificed. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in the light receiving rate and the area efficiency of photoelectric conversion. Moreover, since it is not necessary to have a structure in which the wiring material is wound around from the front surface side to the back surface side, disconnection of the wiring material due to the difference in the thermal expansion coefficient of each member can be prevented.
このような太陽電池モジュールでは、絶縁性の基材の表面に絶縁性接着剤層を介して太陽電池セルに接続するための配線パターンを有する金属箔を被着した太陽電池用金属箔積層体を太陽電池用バックシートに積層させてなる部品を、市場に流通させることがある。
また、金属箔として、特許文献3に記載されたようにアルミニウム箔を用いることが提案されている。アルミニウム箔は、一般的な金属箔に対して安価かつ価格が比較的安定しているため、金属箔のコストダウンが可能となる。
In such a solar cell module, a metal foil laminated body for a solar cell, in which a metal foil having a wiring pattern for connecting to a solar cell via an insulating adhesive layer is attached to the surface of an insulating base material, Parts that are laminated on a solar cell backsheet may be distributed to the market.
In addition, as described in Patent Document 3, it has been proposed to use an aluminum foil as the metal foil. Since aluminum foil is cheaper and relatively stable in price compared with general metal foil, the cost of metal foil can be reduced.
しかしながら、上述した配線パターンが形成されたアルミニウム箔を備える太陽電池用金属箔積層体において、アルミニウム箔と太陽電池セルとを接続する場合、アルミニウム箔の表面の酸化被膜が絶縁性であるため、アルミニウム箔と太陽電池セルとが電気的に接続できない課題がある。
エッチングやめっきなどの手段でアルミニウム箔表面の酸化被膜を削除する場合、めっき液やエッチング液、残った各薬液の除去液など、多くの薬液や材料を必要とする。このため、工程が煩雑で製造コストが高かった。
However, in the solar battery metal foil laminate including the aluminum foil on which the wiring pattern described above is formed, when the aluminum foil and the solar battery cell are connected, the oxide film on the surface of the aluminum foil is insulative. There exists a subject which foil and a photovoltaic cell cannot electrically connect.
When the oxide film on the surface of the aluminum foil is deleted by means such as etching or plating, many chemical solutions and materials such as a plating solution, an etching solution, and a removal solution for each remaining chemical solution are required. For this reason, the process was complicated and the manufacturing cost was high.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、アルミニウム箔の表面を薬液処理することなく、簡易かつ低コストでアルミニウム箔を電気的に確実に接続することができる太陽電池用金属箔積層体、およびこの太陽電池用金属箔積層体を備えた太陽電池モジュールを提供することを目的とする。また、この太陽電池用金属箔積層体を低コストかつ高速に製造する太陽電池用金属箔積層体の製造方法を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a subject, Comprising: For solar cells which can connect an aluminum foil electrically reliably simply and at low cost, without carrying out the chemical | medical solution process of the surface of aluminum foil It aims at providing the solar cell module provided with the metal foil laminated body and this metal foil laminated body for solar cells. Moreover, it aims at providing the manufacturing method of the metal foil laminated body for solar cells which manufactures this metal foil laminated body for solar cells at low cost and high speed.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の太陽電池用金属箔積層体は、配線用の接続電極を有する太陽電池セルに配線するための太陽電池用金属箔積層体であって、可撓性を有するシート状の基材と、前記基材の一方の面に絶縁性接着剤層を介して積層され、前記基材上に配線パターンを形成するアルミニウム箔と、前記アルミニウム箔上において前記接続電極と対向可能な位置に設けられたはんだ部と、を備え、前記基材の厚さ方向に見たときに、前記はんだ部は前記アルミニウム箔上に線状に延びるように形成されていることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The metal foil laminate for solar cells of the present invention is a metal foil laminate for solar cells for wiring to solar cells having connection electrodes for wiring, and has a sheet-like base material having flexibility, An aluminum foil laminated on one surface of the base material via an insulating adhesive layer and forming a wiring pattern on the base material, and provided on the aluminum foil at a position facing the connection electrode A solder part, and when viewed in the thickness direction of the base material, the solder part is formed to extend linearly on the aluminum foil.
また、上記の太陽電池用金属箔積層体において、前記はんだ部の厚さは、3μm以上50μm以下であることがより好ましい。
また、上記の太陽電池用金属箔積層体において、前記厚さ方向に見たときに、前記はんだ部は、前記はんだ部の幅方向に互いに間隔を空けて複数並べて形成されていることがより好ましい。
また、上記の太陽電池用金属箔積層体において、前記基材の他方の面に太陽電池用バックシートが積層されていることがより好ましい。
In the solar cell metal foil laminate, the thickness of the solder part is more preferably 3 μm or more and 50 μm or less.
Moreover, in the metal foil laminate for a solar cell, when viewed in the thickness direction, it is more preferable that the plurality of solder portions are formed side by side at intervals in the width direction of the solder portions. .
Moreover, in said metal foil laminated body for solar cells, it is more preferable that the back sheet for solar cells is laminated | stacked on the other surface of the said base material.
また、本発明の太陽電池用金属箔積層体の製造方法は、配線用の接続電極を有する太陽電池セルに配線するための太陽電池用金属箔積層体の製造方法であって、可撓性を有するシート状の基材と、前記基材の一方の面に絶縁性接着剤層を介して積層され、前記基材上に配線パターンを形成するアルミニウム箔とが積層されてなる基材部を形成し、溶融させるとともに超音波を作用させたはんだ供給体の先端部を前記アルミニウム箔に押し当てた状態で、前記基材部と前記はんだ供給体の先端部とを前記基材の厚さ方向に直交する方向に相対的に移動させ、溶融した前記はんだ供給体を固化させることで前記アルミニウム箔上において前記接続電極と対向可能な位置にはんだ部を形成することを特徴としている。 Moreover, the manufacturing method of the metal foil laminated body for solar cells of this invention is a manufacturing method of the metal foil laminated body for solar cells for wiring to the photovoltaic cell which has the connection electrode for wiring, Comprising: A base material portion is formed by laminating a sheet-like base material having an aluminum foil laminated on one surface of the base material with an insulating adhesive layer and forming a wiring pattern on the base material. In the state where the tip of the solder supply body melted and subjected to ultrasonic waves is pressed against the aluminum foil, the base portion and the tip end of the solder supply body are arranged in the thickness direction of the base. A solder part is formed at a position that can be opposed to the connection electrode on the aluminum foil by moving the solder supply body relatively in an orthogonal direction and solidifying the molten solder supply body.
また、上記の太陽電池用金属箔積層体の製造方法において、前記はんだ供給体にフラックスが含有されていないことがより好ましい。
また、上記の太陽電池用金属箔積層体の製造方法において、前記基材部と前記はんだ供給体の先端部とを前記基材の厚さ方向に直交する方向に相対的に移動させるのに、前記基材部を巻回させて形成したロールから前記基材部を送り出し、前記基材部に前記はんだ部を形成した後で巻回させてロール状にするロールツーロール方式を用いることがより好ましい。
Moreover, in the manufacturing method of said metal foil laminated body for solar cells, it is more preferable that the said solder supply body does not contain the flux.
Moreover, in the manufacturing method of the metal foil laminate for solar cell, in order to relatively move the base portion and the tip of the solder supply body in a direction perpendicular to the thickness direction of the base material, It is more preferable to use a roll-to-roll method in which the base material part is fed out from a roll formed by winding the base material part, and the solder part is formed on the base material part and then wound into a roll shape. preferable.
また、本発明の太陽電池モジュールは、上記のいずれかに記載の太陽電池用金属箔積層体と、配線用の接続電極を有し前記接続電極が前記太陽電池用金属箔積層体の前記はんだ部と導電性接続材を介して接続された太陽電池セルと、前記太陽電池セルを封止する封止材と、前記封止材の前記太陽電池用金属箔積層体とは反対側の表面に積層された透光性基板と、を備えることを特徴としている。 Moreover, the solar cell module of the present invention includes the metal foil laminate for solar cell according to any one of the above and a connection electrode for wiring, and the connection electrode is the solder portion of the metal foil laminate for solar cell. And a solar cell connected via a conductive connecting material, a sealing material for sealing the solar battery cell, and a layer on the surface of the sealing material opposite to the metal foil laminate for solar battery And a light-transmitting substrate.
本発明の太陽電池用金属箔積層体および太陽電池モジュールによれば、アルミニウム箔の表面を薬液処理することなく、簡易かつ低コストでアルミニウム箔を電気的に確実に接続することができる。また、本発明の太陽電池用金属箔積層体の製造方法によれば、太陽電池用金属箔積層体を低コストかつ高速に製造することができる。 According to the solar cell metal foil laminate and solar cell module of the present invention, the aluminum foil can be electrically and reliably connected easily and at low cost without subjecting the surface of the aluminum foil to chemical treatment. Moreover, according to the manufacturing method of the metal foil laminated body for solar cells of this invention, the metal foil laminated body for solar cells can be manufactured at low cost and at high speed.
以下、本発明に係る太陽電池モジュールの一実施形態を、図1から図6を参照しながら説明する。
図1に示すように、本太陽電池モジュール1は、本発明の太陽電池用金属箔積層体10(以下、「金属箔積層体10」とも略称する。)と、配線用の接続電極21を有し、この接続電極21が金属箔積層体10の後述するプレコートはんだ(はんだ部)14と電気的に接続された太陽電池セル20と、太陽電池セル20を封止する封止材30と、封止材30の金属箔積層体10とは反対側の表面に積層された透光性基板40とを備えている。
なお、図1においては、図示を簡略化して太陽電池セル20の接続電極21を2つだけ示している。
Hereinafter, an embodiment of a solar cell module according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
As shown in FIG. 1, the present solar cell module 1 includes a
In FIG. 1, the illustration is simplified and only two
金属箔積層体10は、太陽電池セル20に配線するためのものである。本実施形態の金属箔積層体10は、基材11と、基材11の一方の面11aに絶縁性接着剤層12を介して積層されたアルミニウム箔13と、アルミニウム箔13上に設けられたプレコートはんだ14とを備えている。
The
基材11は、可撓性および電気的絶縁性を有する材料で、フィルム状またはシート状に形成されている。基材11の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ウレタン、エポキシ、メラミン、スチレンなどの樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を用いることが可能である。
また、基材11の材料は、断熱性や弾力性や光学特性の制御のため、必要に応じて、有機または無機フィラーなどを混入した材料を用いることも可能である。また、基材11は、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムを採用することも可能である。
The
Moreover, the material of the
絶縁性接着剤層12は、例えば熱硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤を加熱して硬化させることで形成されている。絶縁性接着剤層12としては、段階硬化型でない接着剤層を用いてもよい。
この絶縁性接着剤層12は、後述する超音波はんだ50を溶融させたものとの濡れ性が悪く、溶融させた超音波はんだ50をはじくものが用いられる。アルミニウム箔13と溶融させた超音波はんだ50が冷却固化したとき、アルミニウム箔13と固化した超音波はんだ50のなす角度は、1°以上30°以下であることが好ましい。超音波はんだ50は、加熱下で超音波を作用させている間はアルミニウム箔13上を濡れ広がって行くが、超音波の作用を止めると濡れ広がりも止まるという性質を持つ。
溶融した超音波はんだ50は絶縁性接着剤層12上で留まっていられず、絶縁性接着剤層12の外部に押出される力を受ける。
The insulating
This insulating
The molten
次に、アルミニウム箔13の構成について説明する。
アルミニウム箔13は、太陽電池セル20を配線する配線パターンを基材11上に形成するもので、太陽電池セル20の接続電極21の配置に応じて、適宜の平面視形状を備えている。アルミニウム箔13は、絶縁性接着剤層12を介して、基材11に積層され、基材11と一体に接合されている。
アルミニウム箔13の配線パターンとしては、例えば、図2に示すように、櫛歯状部16と、櫛歯状部17とを有するパターンの例を挙げることができる。なお、図2は、金属箔積層体10を基材11の厚さ方向Dに見たときの図、すなわち金属箔積層体10の平面図である。
Next, the configuration of the
The
As a wiring pattern of the
櫛歯状部16は、略一定の線幅に形成され、互いに離間した状態で並べて配置された3つの線状部16a、16b、16c(以下、線状部16a〜16cと記載する場合がある。)を有し、全体として櫛歯状に形成されたものである。櫛歯状部17は、略一定の線幅に形成され、互いに離間した状態で並べて配置された3つの線状部17a、17b、17c(以下、線状部17a〜17cと記載する場合がある。)を有し、全体として櫛歯状に形成されたものである。櫛歯状部16、17は、互いの線状部間の隙間に貫入するとともに互いに離間して近接配置されている。
すなわち、例えば、櫛歯状部16の線状部16aは、櫛歯状部17の線状部17a、17b間の隙間に貫入されている。櫛歯状部17の線状部17bは、櫛歯状部16の線状部16a、16b間の隙間に貫入されている。
アルミニウム箔13には、電気導電性を確保するために、1N30材および1100材などの高純度アルミニウムを使用することが望ましい。
The comb-
That is, for example, the
For the
この例の場合、櫛歯状部16、17はそれぞれ発電出力のプラス電極配線、マイナス電極配線に対応している。また、櫛歯状部16、17の透光性基板40側には、図2中に二点鎖線で示すように、櫛歯状部16、17に対して厚さ方向Dに重なる位置に太陽電池セル20が配置される。このような接続位置において、太陽電池セル20には、各線状部16a〜16c、17a〜17cに対して厚さ方向Dに重なる位置に、それぞれ3個ずつ、合計18個の接続電極21(図2の二点鎖線参照。)が設けられている。
なお、図2に示すアルミニウム箔13のパターンの形状、および太陽電池セル20の接続電極21の個数、配置は、一例であってこれに限定されるものではない。
In the case of this example, the comb-
Note that the shape of the pattern of the
プレコートはんだ14は、図2に示す厚さ方向Dに見たときに、アルミニウム箔13の櫛歯状部16、17上に、基材11の一方の面11aに平行な沿面方向Eに沿って直線状に延びるように形成されている。プレコートはんだ14は、プレコートはんだ14の幅方向Fに互いに間隔を空けて6つ並べてストライプ状に形成されている。複数のプレコートはんだ14のうちのいくつかは、間に絶縁性接着剤層12を挟んで直線状に延びている。
プレコートはんだ14は、接続電極21と対向可能な位置に設けられている。図1に示すプレコートはんだ14の厚さ(厚さ方向Dの長さ。)Lは、3μm以上50μm以下である。プレコートはんだ14の厚さLが3μm未満であると、溶融したプレコートはんだ14の塗布均一性が悪くなるという問題が生じる。一方で、プレコートはんだ14の厚さLが50μmを超えると、塗布膜であるプレコートはんだ14にクラックが発生するという問題が生じる。
プレコートはんだ14の厚さは、アルミニウム箔13の表面粗さ以上であることが望ましい。これにより、プレコートはんだ14とアルミニウム箔13とを安定して接続することが可能となる。
図2に示すように、1つの太陽電池セル20において、接続電極21は沿面方向Eに沿って複数並べて配置されている。
When the
The
The thickness of the
As shown in FIG. 2, in one
プレコートはんだ14は、後述する超音波はんだ50を溶融させて固化させたものである。この例では、プレコートはんだ14として、錫、銀、銅、ビスマス、鉛を含有するとともに、フラックスが含有されていない公知の組成のはんだを適宜選択して用いることができる。特にアルミニウム箔13に対応するため、プレコートはんだ14としてアルミニウム対応のはんだを使用することが望ましい。
プレコートはんだ14の溶融条件は、プレコートはんだ14を構成する各材料の溶融条件に準ずる。プレコートはんだ14は、アルミニウム箔13の防錆層として機能し、後工程でプレコートはんだ14に後述する導電性接続材26を接続した際には、導電性接続材26の濡れ性を向上させる効果がある。
導電性接続材26を溶融した際に、プレコートはんだ14が溶融すると不良要因となるため、プレコートはんだ14の溶融温度は導電性接続材26の溶融温度よりも高くする必要がある。プレコートはんだ14の溶融温度は、周辺材料への熱ダメージを緩和するため、170℃以上200℃以下とすることが望ましい。
The
The melting conditions of the
When the conductive connecting
このように構成された金属箔積層体10では、基材11の一方の面11aに絶縁性接着剤層12を介してアルミニウム箔13が積層されてなる基材部10a(図1参照。)が一体化されている。
In the
本実施形態では、金属箔積層体10は、基材11の他方の面11bに積層された太陽電池用バックシート18を備えている。
太陽電池用バックシート18は、金属箔積層体10の厚さ方向Dにおける一方の外表面を構成して、金属箔積層体10の内部、および太陽電池モジュール1の内部に、水分や酸素などが侵入することを抑制するためのシート状部材である。このため、太陽電池用バックシート18は、シールド材としてのバリア機能を有している。
太陽電池用バックシート18の材質としては、例えば湿度遮蔽性もしくは酸素遮断性を有するアルミ箔膜、もしくはアルミ箔膜と樹脂との複合積層フィルムを使用することができる。
In the present embodiment, the
The
As a material of the
なお、太陽電池用バックシート18上に配線パターンを形成する場合、上述した基材11を太陽電池用バックシート18として用いることもできる。この場合、基材11は、湿度遮蔽性もしくは酸素遮断性を有する、アルミ箔膜もしくはアルミ箔膜と、基材11を形成する上記の樹脂材料との複合積層フィルムを使用することもできる。
In addition, when forming a wiring pattern on the
太陽電池セル20は、図1に示すように、表面である受光面22から入射した光を光電変換して発電を行うもので、裏面23に前述の接続電極21が設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルであれば、適宜の方式のものを採用することができる。太陽電池セル20が備える接続電極21の個数は、必要に応じて2以上の適宜の個数とすることができる。
また、太陽電池セル20の平面視形状は、図2に二点鎖線で示すように、例えば平面視矩形状などの適宜形状を採用することができる。また、図1および図2では図示を省略しているが、太陽電池モジュール1における太陽電池セル20は、沿面方向Eや幅方向Fに沿ってそれぞれ互いに間隔を空けて複数並べて配置されている。一般的に、太陽電池モジュールが有する太陽電池セルの数は、例えば50から70程度になる。
As shown in FIG. 1, the
Moreover, as shown in a two-dot chain line in FIG. 2, for example, an appropriate shape such as a rectangular shape in a plan view can be adopted as the plan view shape of the
図1に示すように、太陽電池セル20の各接続電極21とプレコートはんだ14とは、導電性接続材26を介して接続されている。
導電性接続材26は、はんだもしくは銀ペーストを使用することが望ましい。はんだとしては、錫、銀、銅、ビスマス、鉛、フラックス成分などを含有したものを使用することができる。銀ペーストとしては、シリコーン系硬化樹脂、エポキシ系硬化樹脂、ウレタン系硬化樹脂、アクリル系硬化樹脂、銀粒子、銅粒子、ニッケル粒などを含有したペーストや、適宜の溶融性の導電性部材を使用することができる。導電性接続材26の溶融温度は、太陽電池モジュール1の製造工程の温度に合わせるため、150±10℃、すなわち140℃以上160℃以下であることが望ましい。
As shown in FIG. 1, each
The conductive connecting
はんだおよび銀ペーストの硬化条件は、はんだおよび銀ペーストを構成する各材料の硬化条件に準ずる。はんだや銀ペーストを硬化させるのには、一般に、熱風リフロー、IRリフロー、オーブン加熱、ホットプレート加熱、および真空加圧ラミネートなどの手法を用いることができる。
アルミニウム箔13上にプレコートはんだ14が設けられていることで、後述するように熱溶融された導電性接続材26をプレコートはんだ14を介してアルミニウム箔13に確実に接続することができる。
The curing conditions for the solder and the silver paste are in accordance with the curing conditions for each material constituting the solder and the silver paste. In general, techniques such as hot air reflow, IR reflow, oven heating, hot plate heating, and vacuum pressure lamination can be used to cure the solder and silver paste.
By providing the
封止材30は、アルミニウム箔13、および絶縁性接着剤層12上で、太陽電池セル20を封止して絶縁できれば、適宜の材質から構成することができる。封止材30に好適な材質としては、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルムを挙げることができる。
封止材30をEVAフィルムで構成する場合、太陽電池セル20を挟み込むように2枚以上のEVAフィルムを積層して、封止材30を形成してもよい。
If the sealing material 30 can seal and insulate the
When the sealing material 30 is composed of an EVA film, the sealing material 30 may be formed by laminating two or more EVA films so as to sandwich the
透光性基板40は、入射光を太陽電池セル20の受光面22に導くとともに、太陽電池モジュール1において、太陽電池用バックシート18とは反対側の外表面を形成する部材である。本実施形態では、透光性基板40は、ガラスパネルを封止材30の表面に接着した構成を採用している。
The
次に、以上のように構成された太陽電池モジュール1の金属箔積層体10を製造する本実施形態の金属箔積層体10の製造方法について説明する。
まず、基材11上に絶縁性接着剤層12を介して、配線パターンを形成するためのアルミニウム箔13をラミネート接着する。得られたアルミニウム箔13の積層体に対して、その表面にレジストをパターニング形成し、薬液エッチングによりアルミニウム箔13をエッチングした後、レジストを除去する。
Next, the manufacturing method of the metal foil laminated
First, an
薬液エッチングの際、アルミニウム箔13のエッチング液残渣が絶縁性接着剤層12上に残存していた場合、電気マイグレーションの原因となるため、残渣除去の工程を入れることが望ましい。さらに金型による打ちぬき加工により、アルミニウム箔13の配線パターンを形成してもよい。
以上の工程により、基材部10aが形成される。
When the etching solution residue of the
The
次に、アルミニウム箔13へのプレコートはんだ14の積層方法について説明する。この例では、図3に示すように、ロールツーロール方式を用いて超音波はんだ(はんだ供給体)50および超音波はんだごて51に対して基材部10aを基材11の厚さ方向Dに直交する沿面方向Eに移動させる場合で説明する。この例では、図示はしないが超音波はんだ50および超音波はんだごて51の組は、形成するプレコートはんだ14の数に対応させて6組備えられている。
ロールツーロール方式では、基材部10aを巻回させて形成したロール10bから、不図示のモータなどでロール10bを回転させることにより基材部10aを送り出し、所定の処理をした後で再び基材部10aを巻回させてロール状にする。
Next, a method for laminating the
In the roll-to-roll method, the
なお、超音波はんだ50は、太さが一定の棒状に形成されていて、不図示の送出し機構により基材部10a側となる厚さ方向Dに一定の速度で送り出される。超音波はんだ50は、超音波はんだ50の融点以上の温度に加熱して溶融した後で固化したときに、前述のプレコートはんだ14になるものである。すなわち、超音波はんだ50はプレコートはんだ14とほぼ同一の組成である。
超音波はんだごて51には、図示はしないが公知の加熱装置および超音波発生装置が備えられている。加熱装置により超音波はんだ50の先端部50aを溶融させる。一方で、超音波発生装置により超音波はんだ50の先端部50aに超音波を作用させることで、超音波はんだ50の溶融した部分に生じた不図示の気泡が破裂する。
The
Although not shown, the
このような状態にした超音波はんだ50の先端部50aをアルミニウム箔13に押し当てた状態で、図4および図5に示すように、超音波はんだ50の先端部50aに対して基材部10aを沿面方向Eに移動させる。このとき、絶縁性接着剤層12上の領域Rには、溶融した超音波はんだ50が供給されるが、絶縁性接着剤層12が溶融した超音波はんだ50をはじく。溶融した超音波はんだ50に生じた気泡が破裂することによるキャビテーション効果で、アルミニウム箔13の表面の酸化被膜や汚れなどが取り除かれる。溶融した超音波はんだ50が冷却されて固化されることで形成される6つのプレコートはんだ14は、アルミニウム箔13上のみに配置される。各プレコートはんだ14は、超音波はんだ50および超音波はんだごて51の配置に基づいて、太陽電池セル20の接続電極21と対向可能な位置に形成される。
In a state where the
プレコートはんだ14は、太陽電池セル20の接続電極21に対向するように形成する必要がある。プレコートはんだ14は、導電性接続材26との濡れ性ならびに接続信頼性が良好であるため、プレコートはんだ14と導電性接続材26との間の接続電気抵抗を低くおさえることが可能となる。
このように、基材部10aにプレコートはんだ14を形成する処理をした後で、再び基材部10aを巻回させてロール状にする。
以上の工程により、金属箔積層体10が製造される。
The
Thus, after the process which forms the
The metal foil laminated
なお、この金属箔積層体10を用いて太陽電池モジュール1を製造するときには、金属箔積層体10のプレコートはんだ14上に導電性接続材26を載置して加熱溶融させるか、あるいは加熱溶融した導電性接続材26をプレコートはんだ14上に滴下する。この状態で、溶融した導電性接続材26は濡れ性のよいプレコートはんだ14に密着性よく接続される。
そして、アルミニウム箔13に取付けられた導電性接続材26の上に太陽電池セル20の接続電極21を載置させ、冷却する。これにより、アルミニウム箔13の配線パターンと太陽電池セル20の接続電極21とが導通状態で固定される。
In addition, when manufacturing the solar cell module 1 using this metal foil laminated
Then, the
以上説明したように、本実施形態の金属箔積層体10および金属箔積層体10の製造法によれば、溶融させるとともに超音波を作用させた超音波はんだ50の先端部50aをアルミニウム箔13に押し当てた状態で、超音波はんだ50に対して基材部10aを沿面方向Eに移動させる。そして、溶融した超音波はんだ50を固化させることで、プレコートはんだ14を形成する。溶融した超音波はんだ50に超音波を作用させることでアルミニウム箔13の表面の酸化被膜などが取り除かれ、アルミニウム箔13の表面を薬液処理することなく、簡易かつ低コストにアルミニウム箔13にプレコートはんだ14を設けることができる。
アルミニウム箔13の表面の酸化被膜などが取り除かれることで、アルミニウム箔13とプレコートはんだ14とを電気的に確実に接続することができる。
As described above, according to the
By removing the oxide film on the surface of the
超音波はんだ50に対して基材部10aを沿面方向Eに移動させつつ溶融した超音波はんだ50を固化させることで、アルミニウム箔13上に沿面方向Eに沿ってプレコートはんだ14が形成される。絶縁性接着剤層12上から溶融した超音波はんだ50がはじかれることで、プレコートはんだ14を絶縁性接着剤層12上に形成することなく、アルミニウム箔13上のみに直線状に形成することができる。
このように、本発明においては、プレコートはんだ14を形成するときに、超音波はんだ50や超音波はんだごて51を上下させる(基材部10aに接近させたり離間させたりする。)必要が無い。
プレコートはんだ14の使用量が多いと太陽電池モジュール1の製造コストが高くなるため、プレコートはんだ14の塗布面積はできるだけ狭く、またプレコートはんだ14の厚さを薄くすることが望ましい。このため、金属箔積層体10全体をはんだ浴に浸漬する手法ではなく、超音波はんだごて51を使用して、超音波はんだ50をストライプ状に描画塗布する。
プレコートはんだ14の厚さが3μm以上50μm以下であることで、均一かつ、クラックのないはんだ皮膜を形成できる。
The
Thus, in the present invention, when the
If the amount of the
When the thickness of the
厚さ方向Dに見たときに、プレコートはんだ14は幅方向Fに互いに間隔を空けて複数並べて形成されている。このように構成することで、太陽電池セル20の各接続電極21と接続される複数のプレコートはんだ14を、全体としてコンパクトに構成することができる。
プレコートはんだ14にはフラックスが含有されていない。これにより、プレコートはんだ14形成後の水洗工程を省き、太陽電池モジュール1の製造コストを低減させることができる。
When viewed in the thickness direction D, a plurality of
The
超音波はんだ50に対して基材部10aを沿面方向Eに移動させるのにロールツーロール方式を用いる。このため、基材部10aを連続的に送り出し、アルミニウム箔13上にプレコートはんだ14を連続的に形成することができる。アルミニウム箔13の面積が大きい場合であっても、アルミニウム箔13上の任意の箇所に対して、位置精度良くかつ一括高速かつ低コストに、プレコートはんだ14を塗布設置することができる。
また、本実施形態の太陽電池モジュール1によれば、低コストにするとともに、電気的な接続の信頼性を高めることができる。
A roll-to-roll method is used to move the
Moreover, according to the solar cell module 1 of the present embodiment, the cost can be reduced and the reliability of electrical connection can be increased.
太陽電池モジュール1では、沿面方向Eに沿って複数並べて配置された接続電極21を備える太陽電池セル20自体が、沿面方向Eや幅方向Fに沿ってそれぞれ複数並べて配置されている。このため、太陽電池モジュール1には多数の接続電極21が沿面方向Eに沿って並べて配置されている。プレコートはんだ14を直線状に形成することで、接続電極21に接続するプレコートはんだ14を効率的に形成することができる。
In the solar cell module 1, a plurality of
なお、本実施形態の金属箔積層体10では、絶縁性接着剤層12も、基材11上に、アルミニウム箔13の配線パターンと同様のパターン状に塗布して配設してもよい。
また、本実施形態の金属箔積層体10の製造方法では、超音波はんだ50とアルミニウム箔13との濡れ性を向上させるため、アルミニウム箔13もしくは基材部10a全体を予備加熱した後で、アルミニウム箔13上に溶融した超音波はんだ50を塗布してもよい。この場合、予備加熱は、超音波はんだ50の融点より20℃から30℃程度低い温度とすることが望ましい。
In the
Moreover, in the manufacturing method of the metal foil laminated
基材部10aに太陽電池用バックシート18を積層した状態で、ロールツーロール方式により基材部10aのアルミニウム箔13にプレコートはんだ14を積層してもよい。
導電性接続材26を硬化させるときに、太陽電池モジュール1の積層ラミネート工程を使用することで工程コストを削減することが可能となる。
The
When the conductive connecting
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。
例えば、前記実施形態では、図6に示す太陽電池モジュール2のように、アルミニウム箔13上の任意の部分に、黒色もしくは白色の絶縁性樹脂60のパターンを形成してもよい。この絶縁性樹脂60は、電気的絶縁性を有する必要がある。
絶縁性樹脂60を黒色にした場合、太陽電池モジュール2の黒色とアルミニウム箔13との金属色の色相差を緩和し、上面から(透光性基板40側から。)の外観が黒一色となり意匠性が向上する。一方で、絶縁性樹脂60を白色にした場合、絶縁性樹脂60により太陽光が太陽電池モジュール2の下側(太陽電池用バックシート18側。)から反射されるため、太陽電池モジュール2の発電効率が向上する効果がある。
Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and modifications and combinations of configurations within the scope not departing from the gist of the present invention are also possible. included.
For example, in the said embodiment, you may form the pattern of the black or white insulating
When the insulating
また、前記実施形態では、実施形態では、各プレコートはんだ14は直線状に延びるように形成されているとした。しかし、各プレコートはんだ14の形状はこれに限られず、例えばプレコートはんだが円弧状などの曲線状に延びるように形成してもよい。
金属箔積層体10が6つのプレコートはんだ14を有するとした。しかし、金属箔積層体10が有するプレコートはんだ14の数はこれに限定されず、太陽電池セル20が有する接続電極21の数に応じて1つ以上の所望の数に設定することができる。
金属箔積層体10が太陽電池用バックシート18を備えているとした。しかし、前述のように基材11を太陽電池用バックシート18として用いる場合などには、金属箔積層体10が太陽電池用バックシート18を備えないように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, in the embodiment, each
The
The
前記実施形態では、超音波はんだ50の先端部50aをアルミニウム箔13に押し当てた状態で、超音波はんだ50の先端部50aに対して基材部10aを沿面方向Eに移動させた。しかし、この押し当てた状態で、基材部10aに対して超音波はんだ50および超音波はんだごて51を沿面方向Eに移動させてもよい。
超音波はんだにフラックスが含有されていないはんだを用いた。しかし、超音波はんだにフラックスが含有されているはんだを用いてもよい。
ロールツーロール方式により超音波はんだ50に対して基材部10aを沿面方向Eに移動させた。しかし、搬送路に基材部10aを乗せ基材部10aを送り出すことで、超音波はんだ50に対して基材部10aを移動させてもよい。
In the embodiment, the
A solder containing no flux was used as the ultrasonic solder. However, solder containing flux in ultrasonic solder may be used.
The
前記実施形態では、プレコートはんだ14の厚さが3μm以上50μm以下であるとしたが、プレコートはんだ14の厚さは、3μm未満でもよいし、50μmを超えてもよい。
また、本発明の実施形態による金属箔積層体10は、太陽電池モジュール1だけでなく、ICタグのアンテナや、導電体や回路パターンなどの各種の導電性パターンを構成するものとして用いることもできる。本発明における金属箔積層体10の用途は任意である。
In the said embodiment, although the thickness of the
Moreover, the metal foil laminated
1、2 太陽電池モジュール
10 金属箔積層体(太陽電池用金属箔積層体)
10a 基材部
10b ロール
11 基材
11a 一方の面
11b 他方の面
12 絶縁性接着剤層
13 アルミニウム箔
14 プレコートはんだ(はんだ部)
18 太陽電池用バックシート
20 太陽電池セル
21 接続電極
30 封止材
40 透光性基板
50 超音波はんだ(はんだ供給体)
50a 先端部
D 厚さ方向
F 幅方向
L 厚さ
1, 2
DESCRIPTION OF
18 Solar cell back
50a Tip D Thickness direction F Width direction L Thickness
Claims (8)
可撓性を有するシート状の基材と、
前記基材の一方の面に絶縁性接着剤層を介して積層され、前記基材上に配線パターンを形成するアルミニウム箔と、
前記アルミニウム箔上において前記接続電極と対向可能な位置に設けられたはんだ部と、
を備え、
前記基材の厚さ方向に見たときに、前記はんだ部は前記アルミニウム箔上に線状に延びるように形成されていることを特徴とする太陽電池用金属箔積層体。 A metal foil laminate for a solar battery for wiring to a solar battery cell having a connection electrode for wiring,
A sheet-like base material having flexibility;
Aluminum foil laminated on one surface of the base material via an insulating adhesive layer, and forming a wiring pattern on the base material,
On the aluminum foil, a solder part provided at a position that can be opposed to the connection electrode;
With
When viewed in the thickness direction of the base material, the solder part is formed on the aluminum foil so as to extend linearly.
可撓性を有するシート状の基材と、前記基材の一方の面に絶縁性接着剤層を介して積層され、前記基材上に配線パターンを形成するアルミニウム箔とが積層されてなる基材部を形成し、
溶融させるとともに超音波を作用させたはんだ供給体の先端部を前記アルミニウム箔に押し当てた状態で、前記基材部と前記はんだ供給体の先端部とを前記基材の厚さ方向に直交する方向に相対的に移動させ、溶融した前記はんだ供給体を固化させることで前記アルミニウム箔上において前記接続電極と対向可能な位置にはんだ部を形成することを特徴とする太陽電池用金属箔積層体の製造方法。 A method for producing a solar battery metal foil laminate for wiring to solar cells having connection electrodes for wiring,
A base formed by laminating a flexible sheet-like base material and an aluminum foil laminated on one surface of the base material via an insulating adhesive layer and forming a wiring pattern on the base material Forming the material part,
In a state where the tip of the solder supply body that is melted and subjected to ultrasonic waves is pressed against the aluminum foil, the base portion and the tip of the solder supply body are orthogonal to the thickness direction of the base material. A metal foil laminate for a solar cell, wherein a solder part is formed at a position that can be opposed to the connection electrode on the aluminum foil by moving the solder supply body relatively in a direction and solidifying the molten solder supply body Manufacturing method.
配線用の接続電極を有し前記接続電極が前記太陽電池用金属箔積層体の前記はんだ部と導電性接続材を介して接続された太陽電池セルと、
前記太陽電池セルを封止する封止材と、
前記封止材の前記太陽電池用金属箔積層体とは反対側の表面に積層された透光性基板と、
を備えることを特徴とする太陽電池モジュール。 The metal foil laminate for solar cells according to any one of claims 1 to 4,
A solar battery cell having a connection electrode for wiring, the connection electrode being connected to the solder portion of the metal foil laminate for solar battery via a conductive connection material,
A sealing material for sealing the solar battery cell;
A translucent substrate laminated on the surface opposite to the solar cell metal foil laminate of the encapsulant;
A solar cell module comprising:
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