JP2016072096A - 金属線、太陽電池集電用インターコネクター、及び太陽電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】より接合性を向上することができる金属線、太陽電池集電用インターコネクター、及び太陽電池モジュールを提供する。
【解決手段】金属によりテープ状に形成された芯部１２Ａと、前記芯部１２Ａの表面に形成された半田層１４とを有する金属線において、前記芯部１２Ａは、厚さ方向の凸部１６Ａが長さ方向に沿って形成されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体モジュール、例えば太陽電池モジュールの配線に使用される金属線、太陽電池集電用インターコネクター、及び太陽電池モジュールに関する。

半導体モジュールの配線に使用される金属線は、ICやLSI内部で使用されるボンディングワイヤ、IGBT等で使用されるタブ線、太陽電池の配線に使用される太陽電池集電用インターコネクター等が挙げられる。

太陽電池集電用インターコネクターは、テープ状の芯部と、当該芯部の表面に形成された半田層とを備える。芯部は、電気良導体である銅、アルミニウム、銀、金等の比較的純度の高い金属で形成され、１ｍｍ以上、６ｍｍ以下の幅で、０．１ｍｍ以上、０．３ｍｍ以下の平角線が用いられることが多い。半田層は、通常、溶融めっきにより形成される。半田層は、芯部の表面に付着した溶融半田が凝固する際に、表面張力によって幅方向側部から中央部にかけて厚さ方向に突出した形状に形成される。

これに対し、太陽電池セルに形成された電極との接合性を向上した太陽電池集電用インターコネクターが開示されている（例えば、特許文献１及び２）。上記特許文献１及び２には、太陽電池集電用インターコネクターを太陽電池セルの電極に強固に接合するため、半田層の表面を平坦に形成することが有効であると、開示されている。

特開２００９−２１８５６０号公報 国際公開第２００４／１０５１４１号

しかしながら、上記特許文献１及び２に係る太陽電池集電用インターコネクターでは、太陽電池セルの電極に接合する際、均一に接合するためより大きい荷重を印加する必要がある。

また、上記特許文献１及び２に係る太陽電池集電用インターコネクターでは、半田をリフローして接合する際、半田中に気泡が発生し、そのまま半田が凝固するとボイドが形成されてしまう、という問題があった。半田は、ボイドが生じた部分が未接着箇所となり、機械的、熱的疲労を受けた場合、亀裂の原因となり、長期信頼性が低下する。

そこで本発明は、より接合性を向上することができる金属線、太陽電池集電用インターコネクター、及び太陽電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る金属線は、金属によりテープ状に形成された芯部と、前記芯部の表面に形成された半田層とを有する金属線において、前記芯部は、厚さ方向の凸部が長さ方向に沿って形成されていることを特徴とする。

本発明に係る太陽電池集電用インターコネクターは、上記金属線を用いたことを特徴とする。

本発明に係る太陽電池モジュールは、上記太陽電池集電用インターコネクターで太陽電池セルを直列接続したストリングを備えることを特徴とする。

本発明によれば、金属線は、リフロー接合時に、溶融した半田と共に、半田中に生じた気泡も凸部の頂点から側縁部へ流れ、さらに側縁部へ到達した気泡は、浮力によって、外部へ抜け出すので、ボイドの発生を防ぐことができる。したがって金属線は、ボイドの発生を防いで未接着箇所が生じないようにすることにより、より接合性を向上することができる。

本実施形態に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。 変形例（１）に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。 変形例（２）に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。 変形例（３）に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。 変形例（４）に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。 変形例（５）に係るインターコネクターの構成を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

１．実施形態
（全体構成）
図１に示す金属線としての太陽電池集電用インターコネクター（以下、「インターコネクター」という）１０Ａは、芯部１２Ａと、当該芯部１２Ａの表面に形成された半田層１４とを備える。本実施形態に係るインターコネクター１０Ａは、半田層１４をリフローして接合するタイプについて説明する。

インターコネクター１０Ａは、長さ方向に対して垂直な面内において、扁平したテープ状の導体であり、テープ面が厚さ方向に突出している。インターコネクター１０Ａの長さ方向と平行な互いに対向する面のうち幅の広い面は、一般的にテープ面と呼ばれる。また他の対向する面は、一般的に側面と呼ばれる。本実施形態の場合、厚さとはテープ面間の巨視的な長さ、すなわち最大値をいい、幅とは側面間の最大値をいう。なお、幅方向は、短手方向とも呼ばれる。

芯部１２Ａは、テープ状の部材であり、前記テープ面に対応した一側表面と、当該一側表面の逆側に形成された他側表面とを有する。芯部１２Ａは、銅、銀、アルミニウムなど導電性の良好な金属または合金で形成することができる。

芯部１２Ａは、インターコネクター１０Ａとして使用する目的上、長手方向の降伏強度が小さく、導電率が高い方が望ましい。芯部１２Ａは、例えばJIS1100等のタフピッチ銅やJIS1020のような無酸素銅のような純銅で形成されるのが好ましい。さらに芯部１２Ａは、降伏強度が小さい材料として、十分に焼鈍されたJIS規格でいうO材のような状態であるのが好ましい。芯部１２Ａは、厚さが0.1〜0.3mm、幅が1mm〜3mmの範囲であるのが一般的である。

芯部１２Ａは、一側表面及び他側表面に、厚さ方向の凸部１６Ａが長さ方向に沿って形成されている。本実施形態の場合、凸部１６Ａは、芯部１２Ａの一側表面及び他側表面の中央部に形成されており、湾曲した山形状を有する。また芯部１２Ａの両側縁部には、平坦部１８がそれぞれ形成されている。

芯部１２Ａは、中央部すなわち凸部１６Ａの頂点における厚さを２ｈ_２、側縁部すなわち平坦部１８における厚さを２ｈ_１とした場合、下記式（１）
０．５μｍ＜ｈ_２−ｈ_１≦２０．０μｍ・・・（１）
を満たすように形成されるのが好ましい。上記範囲内の場合、半田が溶融する際に、中央部から側縁部へ半田が流れる。そうすると半田中に生じた気泡は、半田と共に側縁部へ流れ、さらに気泡自身の浮力によって側縁部からより抜けやすくなる。

ｈ_２−ｈ_１が０．５μｍ以下の場合、電極との接合面にボイドが形成され、未接着箇所が増加するので、接合強度が低下する可能性がある。ｈ_２−ｈ_１が２０．０μｍ超の場合、電極との接触面積が小さくなり、接合強度が低下してしまう。

平坦部１８は、両側を合わせて芯部１２Ａの幅長さの５０％以下であるのが好ましい。平坦部１８の割合は小さいほど、気泡が留まる可能性が低くなるので、より好ましい。平坦部１８が両側を合わせて芯部１２Ａの幅長さの５０％より大きい場合、半田が十分に側縁部へ流れず、さらに気泡が側縁部から抜けにくくなる。

半田層１４は、芯部１２Ａの一側表面及び他側表面の少なくとも一方に形成される。本実施形態の場合、半田層１４は、一側表面及び他側表面を含む芯部１２Ａの全周に形成されている。半田層１４は、Sn-Pb合金、Sn-Ag-Cu合金、Sn-Bi合金などの半田で形成することができる。

半田層１４は、厚さが、0.3μm以上40μm以下であるのが好ましい。なお、本明細書において半田層１４の厚さは、目付量を用いる。ここで目付量とは、重量と密度から換算した平均的な厚さである。

インターコネクター１０Ａはテープ面が側面より大きいので、半田層１４の厚さは、半田層１４が全て一側表面及び他側表面上に形成されたとして算出した値を用い、特に断らない限り一側表面及び他側表面上に形成された厚さをいうものとする。

（製造方法）
次に、上記のように構成されたインターコネクター１０Ａの製造方法を説明する。まず、芯部１２Ａは、板材を所定の厚さになるまで圧延して、適宜スリット加工をすることにより平角形状の線材を形成する。次いで、当該線材に対し、所定形状のダイスを用いて伸線加工を施すことにより、所定の断面形状を有する芯部１２Ａを形成することができる。このように形成された芯部１２Ａは、加工硬化により降伏強度が大きい状態なので、焼鈍、あるいは後述する半田層１４を形成する工程における熱を利用して、再結晶させ軟質化することが望ましい。なお、芯部１２Ａは、板材に変えて、断面が円形状の線材を圧延して、形成してもよい。図１〜６では側面が直線の場合を示したが、線材を圧延して芯部１２Ａを形成すると、側面の形状は湾曲した曲線形状になる。

次いで、芯部１２Ａの表面に半田層１４を形成する。半田層１４は、溶融めっきにより形成することができる。溶融めっきは、芯部１２Ａをめっき槽内に連続的に通し、芯部１２Ａ表面に半田をめっきする。芯部１２Ａに対する半田層１４の厚さや幅方向の芯部１２Ａ同士の間隔は、溶融めっき液面から芯部１２Ａが出る出口に適当な形状の孔が空いた絞りダイスを配置した上で、当該絞りダイスを通過させたり、ワイピングノズルと呼ばれるノズルから不活性ガス等をめっき直後に噴射して、余分な溶融金属を吹き飛ばしたりすることで、調整することができる。半田層１４は、上記溶融めっきに限らず、湿式めっきによって形成してもよい。

（作用及び効果）
上記のように構成されたインターコネクター１０Ａは、リフロー接合により、太陽電池セルに形成された電極に接合することができる。まず予熱したセルテーブル上の太陽電池セルにインターコネクター１０Ａを配置し、ピンで抑える。次いで、ホットエアを吹き付けてインターコネクター１０Ａの半田層１４を溶融する。このようにしてインターコネクター１０Ａは太陽電池セルと接合される。

本実施形態の場合、芯部１２Ａは、厚さ方向の凸部１６Ａが長さ方向に沿って形成されている。リフロー接合時に、溶融した半田は、凸部１６Ａの頂点から側縁部へ流れる。そうすると、溶融した半田と共に、半田中に生じた気泡も凸部１６Ａの頂点から側縁部へ流れる。さらに側縁部へ到達した気泡は、気泡自身の浮力によって、インターコネクター１０Ａと電極の間から外部へ抜け出す。そうするとインターコネクター１０Ａと電極の接合面にボイドは生じないので、未接着箇所も生じない。したがってインターコネクター１０Ａは、ボイドの発生を防いで未接着箇所が生じないようにすることにより、より接合性を向上することができる。

さらに凸部１６Ａは上記式（１）を満たすことにより、より確実にボイドの発生を防ぐことができるので、インターコネクター１０Ａは、より確実に接合性を向上することができる。

本実施形態に係るインターコネクター１０Ａは、太陽電池セルを直列接続してストリングを形成することにより、太陽電池モジュールを得ることができる。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記実施形態の場合、芯部１２Ａに形成された凸部１６Ａは、半田層を形成する際の溶融めっきの表面張力によって形成される半田層表面の形状に近似させてもよい。具体的には、円弧や楕円の弧線等が挙げられる。これにより、インターコネクター１０Ａは、半田層を均一に薄く形成することができるので、同様なめっき速度でめっきした場合でも、従来の平角線等と比べて半田層１４の目付量を小さくすることができる。すなわち、同様の目付量の半田を積層する場合、従来の平角線と比べてめっき速度を速くでき、生産性を向上できる。

上記実施形態の場合、凸部１６Ａは、芯部１２Ａの一側表面及び他側表面の中央部に形成され、湾曲した山形状を有し、さらに芯部１２Ａの側縁部には、平坦部１８がそれぞれ形成されている場合について説明したが、本発明はこれに限られない。

例えば、図２に示すように、インターコネクター１０Ｂは、芯部１２Ｂの一側表面及び他側表面が、直線状の山形状に形成されている。凸部１６Ｂは、芯部１２Ｂの一側表面及び他側表面の中央部を頂点とし、一側表面及び他側表面の全面に形成されている。この場合、芯部１２Ｂの一側表面及び他側表面には、平坦部が形成されていないので、気泡が両側縁部からより抜けやすい。

また、図３に示すように、インターコネクター１０Ｃは、芯部１２Ｃの一側表面及び他側表面が、湾曲した山形状に形成されている。凸部１６Ｃは、芯部１２Ｃの一側表面及び他側表面の中央部を頂点とし、一側表面及び他側表面の全面に形成されている。この場合、芯部１２Ｃの一側表面及び他側表面には、平坦部が形成されていないので、気泡が両側縁部からより抜けやすい。

上記実施形態の場合、凸部１６Ａは、左右対称である場合について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば図４に示すように、左右非対称であってもよい。本図に示すように、芯部１２Ｄの一側表面に形成された凸部１６Ｄは、頂点が右側に偏った位置になるように緩やかな山形状に形成されている。当該凸部１６Ｄの左側には平坦部２０が形成されている。芯部１２Ｄの他側表面に形成された凸部１６Ｄは、頂点が左側に偏った位置になるように緩やかな山形状に形成されている。当該凸部１６Ｄの右側には平坦部２０が形成されている。

また、図５に示すように、左右非対称の芯部１２Ｅを形成してもよい。本図に示す芯部１２Ｅは、一側表面に形成された凸部１６Ｅが頂点が左側に偏った位置になるように形成されており、両側縁部に繋がる緩やかな山形状を有する。芯部の他側表面に形成された凸部１６Ｅは、頂点が右側に偏った位置になるように形成されており、両側縁部に繋がる緩やかな山形状を有する。

上記した図２〜図５に示すインターコネクター１０Ｂ〜１０Ｅは、厚さ方向の凸部１６Ｂ〜１６Ｅが長さ方向に沿って形成されている芯部１２Ｂ〜１２Ｅを備えることにより、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、芯部が平坦部を有しない場合、上記２ｈ_１は、側面と、一側表面及び他側表面が交差する点の間の長さとする。

上記実施形態の場合、インターコネクター１０Ａは、リフロー接合により太陽電池セルの電極に接合するタイプについて説明したが、本発明はこれに限らず、導電性ペーストや導電性接着フィルムで接合するタイプに適用することもできる。

導電性ペーストや導電性接着フィルムで接合する場合、半田層は接着剤としては機能せず、芯部の防錆のために設けられる。そのため半田層は、薄く形成すれば足りる。因みに従来、導電性ペーストや導電性接着フィルムで接合する用途向けのインターコネクターは、芯部が平角線などであり、表面が平坦であるので、半田層も薄いため、テープ面も平坦となる。

これに対し、図６に示すように、インターコネクター１０Ｆは、芯部１２Ｃが凸部１６Ｃを有していることにより、半田層１４の厚さが薄くても、テープ面が厚さ方向に突出している。

導電性ペーストは、導電性粒子と熱硬化性樹脂とで形成される。導電性ペーストは、熱導電性粒子と硬化性樹脂とが加熱されることによって硬化、焼結し、太陽電池セルとインターコネクター１０Ｆを接合する。導電性粒子と熱硬化性樹脂とが加熱された際、導電性ペースト内に気泡が生じる場合がある。本実施形態に係るインターコネクター１０Ｆは、芯部１２Ｃに凸部１６Ｃが形成されていることにより、テープ面が厚さ方向に突出している。これにより凸部１６Ｃの頂点から側縁部へ熱が伝わる。そうすると凸部１６Ｃから側縁部へ向かって順に導電性粒子と熱硬化性樹脂とが硬化、焼結していく。これにより、導電性ペースト内に生じた気泡も凸部１６Ｃの頂点から側縁部へ流れる。さらに側縁部へ到達した気泡は、浮力によって、インターコネクター１０Ｆと電極の間から外部へ抜け出す。したがってインターコネクター１０Ｆは、ボイドの発生を防いで未接着箇所が生じないようにすることにより、より接合性を向上することができる。

さらにインターコネクター１０Ｆは、ピンで抑える際に、凸部１６Ｃの頂点に荷重が集中するので、少ない荷重で太陽電池セルの電極に密着することができる。したがってインターコネクター１０Ｆは、従来の平角線などの平坦な表面を有するインターコネクターに比べ、より接合性を向上することができる。

また導電性接着フィルムで接合する場合、芯部１２Ｃは、厚さ方向の凸部１６Ｃが長さ方向に沿って形成されている。これにより、インターコネクター１０Ｆは、ピンで抑える際に、テープ面の頂点に荷重が集中するので、中央部付近において導電性接着フィルムの導電性粒子同士を接触させるのに十分な圧力を確実に加えることができる。したがってインターコネクター１０Ｆは、従来の平角線などの平坦なテープ面を有するインターコネクターに比べ、より接合性を向上することができる。

２．実施例
（１）第１実施例
（試料）
実施例として上記「製造方法」に示す手順でインターコネクターを作製し、リフロー接合により太陽電池セルに接合して、その効果を調べた。

（実施例１〜４）
純度99.9％以上、厚さ1.2mmの無酸素銅板(JIS C1020 1/2H材)を0.23mmに冷間圧延した後、スリット加工により幅1.5mmにし、断面が厚さ0.23mm×幅1.5mmの平角形状の銅線材を作製した。

次いで、さまざまな断面形状のベアリング部を有する伸線用の異形ダイスを用い、伸線加工することにより、所定の断面形状の芯部を作製した。芯部の断面形状は、図４に相当する「左右非対称」とした。

次いで、連続半田めっき装置で溶融めっきにより芯部の表面に半田層を形成した。連続半田めっき装置は、芯部表面の酸化被膜を除去する光輝焼鈍炉と、溶融めっき槽とからなる。連続半田めっき装置は、光輝焼鈍炉に導入された芯部は、大気に触れることなく溶融めっき槽へと導入されるように形成されている。めっき浴は、Snに対するPbの濃度を40重量％とした。芯部をめっき浴に通す速度（めっき速度）は、5.0m/min（一定）とした。このようにして実施例１に係るインターコネクターを作製した。

芯部の断面形状を、図１に相当する「平坦部あり」、図２に相当する「直線状の山形状」、図３に相当する「湾曲した山形状」とした以外は、実施例１と同様に、実施例２〜４に係るインターコネクターを作製した。

（実施例５〜１１）
純度99.9％以上、φ1.2〜1.25mmのタフピッチ銅線材(JIS 1100 1/2H材)を冷間圧延により、断面が厚さ0.25mm×幅2.0mmの平角形状の銅線材を作製した。上記実施例１と同様の手順で図３に相当する「湾曲した山形状」の断面形状を有し、ｈ_２−ｈ_１の値が異なる芯部を作製した。

次いで、連続半田めっき装置で溶融めっきにより芯部の表面に半田層を形成した。Snに対するAg濃度を3.0重量％、Cu濃度を0.5重量％としためっき浴を用いた。めっき速度は、半田層の厚さが30.0μmとなるように10.0〜15.0m/minの範囲で制御した。このようにして実施例５〜１１に係るインターコネクターを作製した。

（比較例１及び２）
比較として、芯部の断面形状が平角である「平坦」である以外は、上記実施例１と同様の手順で、比較例１に係るインターコネクターを作製した。また、芯部の断面形状が平角である「平坦」、凸部の形状が上記式（１）の範囲外である芯部を用いた以外は、上記実施例５〜１１と同様の手順で、比較例２に係るインターコネクターを作製した。

（太陽電池セルとの接合）
作製したインターコネクターを、太陽電池セルの電極に接合した。インターコネクターの接合には、全自動配線装置（（株）エヌ・ピー・シー製）を使用した。この全自動配線装置は、半田をリフローして太陽電池セルとインターコネクターを接合する。まず予熱したセルテーブル上の太陽電池セルにインターコネクターを配置し、ピンで抑える。次いで、ホットエアを吹き付けてインターコネクターの半田層を溶融して太陽電池セルとインターコネクターを接合する。接合温度は、セルテーブルの温度を160℃、ホットエアの温度を400℃に設定して接合した。

使用した太陽電池セルは、大きさ156×156mm、厚さ200μmの多結晶シリコン基板である。太陽電池セルの受光面及び裏面には、それぞれインターコネクターが接合される電極が形成されている。電極は、太陽電池セルの各表面にそれぞれ平行に３本配置されている。この電極は、銀で形成されており、幅が2mmである。実施例及び比較例に係るインターコネクターの詳細な構成を表１に示す。

（ピール強度及び未接着部位の発生量）
得られた試料に対し９０°ピール試験を行い、ピール強度及び未接着部位の発生量を調べた。９０°ピール試験の方法について説明する。まず、インターコネクターを接合した太陽電池セルを水平に固定する。前記インターコネクターの端部をはがして、当該端部を引張試験機のチャックでつかむ。当該チャックを水平面に直交する真上に引張り、インターコネクターを太陽電池セルの電極からはがしながら、ロードセルにかかる荷重を測定する。ピール強度は、インターコネクターが太陽電池セルの電極から完全に剥離するまでの間に要した荷重の平均値を、電極の幅で除した値とした。

また未接着部位の発生量は、ピール試験後の太陽電池セルの電極表面を観察して測定した。目視で１０枚の太陽電池セルの電極表面を実体顕微鏡で観察し、電極の色が見えた箇所の個数を計測した。因みに、良好に接合されている場合、通常は半田において剥離するため、半田の銀色が観察される。一方、未接着箇所がある場合、その部位において電極の白色が観察される。１０枚の太陽電池セルの受光面に配置された電極（合計３０本）について観察し、未接着部位の数が１個以下の場合は◎、２個又は３個の場合は○、４個又は５個の場合は△、６個以上の場合は×とし表１の「接合性」の欄に示した。

（熱サイクル特性）
太陽電池セルの発電性能を測定し、太陽電池としての長期信頼性を調べた。発電性能は、JIS C8912に基づくソーラーシミュレーターを使用し、JIS C8913に準じた方法で電流−電圧特性を計測し、発電効率を導出することにより、測定した。

また、発電効率を測定した太陽電池セルについて熱サイクル試験（ＴＣＴ：Thermal Cycling test）を実施した。熱サイクル試験の条件は、−４５℃から８０℃を２サイクル／時間とした。１００サイクル後の太陽電池セルについて、再度、発電性能を測定した。１０個の太陽電池セルについて同様の試験を行い、測定された発電効率の平均値を表１に示す。

表１に示す通り、実施例１〜１１に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有することにより、接合性の評価が△以上で、良好であった。さらに実施例１〜１０に係るインターコネクターは、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲内であることにより、高いピール強度が得られることが確認できた。また実施例１１は、凸部を有しているので接合性が良好であるものの、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲の上限を超えているため、ピール強度が低下した。

これに対し、比較例１及び２に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有しないので、接合性が×であった。

（２）第２実施例
（試料）
実施例として上記「製造方法」に示す手順でインターコネクターを作製し、導電性ペーストにより太陽電池セルに接合して、その効果を調べた。

（実施例１２〜１５）
純度99.9％以上、厚さ1.2mmの無酸素銅板(JIS C1020 1/2H材)を0.23mmに冷間圧延した後、スリット加工により幅1.3mmにし、断面が厚さ0.23mm×幅1.3mmの平角形状の銅線材を作製した。次いで、さまざまな断面形状のベアリング部を有する伸線用の異形ダイスを用い、伸線加工することにより、所定の断面形状の芯部を作製した。

次いで、芯部を上記実施例１と同じ連続半田めっき装置で溶融めっきにより半田層を形成した。めっき浴は、Snに対するPbの濃度を40重量％とした。めっき速度は、半田層の厚さが3.0μmとなるように8.0〜9.0m/minの範囲で制御した。このようにして実施例１２〜１５に係るインターコネクターを作製した。

作製したインターコネクターを、導電性粒子（Ag）を含有するアクリル系樹脂の導電性ペーストを用い、上記実施例１と同様に、太陽電池セルの電極に接合した。接合温度は、半田の固層線温度以下の１５０℃とした。

（実施例１６〜２２）
純度99.9％以上、φ1.2〜1.25mmのタフピッチ銅線材(JIS 1100 1/2H材)を冷間圧延により、断面が厚さ0.25mm×幅2.0mmの平角形状の銅線材を作製した。上記実施例１と同様の手順で図３に相当する「湾曲した山形状」の断面形状を有し、ｈ_２−ｈ_１の値が異なる芯部を作製した。

次いで、芯部を連続半田めっき装置で溶融めっきにより半田層を形成した。Snに対するAg濃度を3.0重量％、Cu濃度を0.5重量％としためっき浴を用いた。めっき速度は、半田層の厚さが1.0μmとなるように4.0〜7.0m/minの範囲で制御した。このようにして実施例１６〜２２に係るインターコネクターを作製した。

作製したインターコネクターを、上記導電性ペーストを用い、太陽電池セルの電極に接合した。なお、使用した太陽電池セルは、大きさ156×156mm、厚さ180μmの単結晶シリコン基板である。太陽電池セルの受光面及び裏面には、それぞれインターコネクターが接合される電極が形成されている。電極は、太陽電池セルの各表面にそれぞれ平行に３本配置されている。この電極は、銀で形成されており、幅が2mmである。接合温度は、半田の固層線温度以下の１５０℃とした。

（比較例３及び４）
比較として、芯部の断面形状が平角である「平坦」である芯部を用いた以外は、上記実施例１２〜１５と同様の手順で、比較例３に係るインターコネクターを作製し、太陽電池セルに接合した。また、芯部の断面形状が平角である「平坦」、又は凸部の形状が上記式（１）の範囲外である芯部を用いた以外は、上記実施例１６〜２２と同様の手順で、比較例５に係るインターコネクターを作製し、太陽電池セルに接合した。実施例及び比較例に係るインターコネクターの詳細な構成を表２に示す。

（評価）
得られた試料に対し、ピール強度及び未接着部位の発生量、発電性能を調べた。表２に示す通り、実施例１２〜２２に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有することにより、接合性の評価が△以上で、良好であった。さらに実施例１２〜２１に係るインターコネクターは、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲内であることにより、高いピール強度が得られることが確認できた。また実施例２２に係るインターコネクターは、凸部を有しているので接合性が良好であるものの、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲の上限を超えているため、ピール強度が低下した。

これに対し、比較例３及び４に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有しないので、接合性が×であった。

（３）第３実施例
（試料）
実施例として上記「製造方法」に示す手順でインターコネクターを作製し、導電性接着フィルムにより太陽電池セルに接合して、その効果を調べた。

（実施例２３〜２６）
純度99.9％以上、厚さ1.2mmの無酸素銅板(JIS C1020 1/2H材)を0.23mmに冷間圧延した後、スリット加工により幅2.0mmにし、断面が厚さ0.23mm×幅2.0mmの平角形状の銅線材を作製した。次いで、さまざまな断面形状のベアリング部を有する伸線用の異形ダイスを用い、伸線加工することにより、所定の断面形状の芯部を作製した。

次いで、芯部を上記実施例１と同じ連続半田めっき装置で溶融めっきにより半田層を形成した。めっき浴は、Snに対するPbの濃度を40重量％とした。めっき速度は、半田層の厚さが5.0μmとなるように5.0〜6.0m/minの範囲で制御した。このようにして実施例２３〜２６に係るインターコネクターを作製した。

作製したインターコネクターを、導電性粒子（Ag）を含有するエポキシ系樹脂の導電性接着フィルムを用い、上記実施例１と同様に、太陽電池セルの電極に接合した。導電性接着フィルムを太陽電池セルとインターコネクターの間に挟んで配置し、接合温度１８０℃、荷重２ＭＰａ、時間１０秒の条件で接合した。

（実施例２７〜３３）
純度99.9％以上、φ1.2〜1.25mmのタフピッチ銅線材(JIS 1100 1/2H材)を冷間圧延により、断面が厚さ0.25mm×幅2.0mmの平角形状の銅線材を作製した。上記実施例１と同様の手順で図３に相当する「湾曲した山形状」の断面形状を有し、ｈ_２−ｈ_１の値が異なる芯部を作製した。

次いで、芯部を上記実施例１と同じ連続半田めっき装置で溶融めっきにより半田層を形成した。めっき浴は、Snに対するPbの濃度を40重量％とした。めっき速度を半田層の厚さが0.5μmとなるようにアルゴンガスを吹き付けながら2.0〜4.0m/minの範囲で制御して半田層を形成した、実施例２７〜３３に係るインターコネクターを作製した。

大きさ156×156mm、厚さ180μmの単結晶シリコン基板からなる太陽電池セルを使用した以外は、上記実施例２３〜２６と同様に、作製したインターコネクターを太陽電池セルの電極に接合した。

（比較例５及び６）
比較として、芯部の断面形状が平角である「平坦」である芯部を用いた以外は、上記実施例２３〜２６と同様の手順で、比較例５に係るインターコネクターを作製し、太陽電池セルに接合した。また凸部の形状が上記式（１）の範囲外である芯部を用いた以外は、上記実施例２７〜３３と同様の手順で、比較例５及び６に係るインターコネクターを作製し、太陽電池セルに接合した。実施例及び比較例に係るインターコネクターの詳細な構成を表３に示す。

（評価）
得られた試料に対し、ピール強度及び未接着部位の発生量、発電性能を調べた。表３に示す通り、実施例２３〜３３に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有することにより、接合性の評価が△以上で、良好であった。さらに実施例２３〜３２に係るインターコネクターは、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲内であることにより、高いピール強度が得られることが確認できた。また実施例３３に係るインターコネクターは、凸部を有しているので接合性が良好であるものの、ｈ_２−ｈ_１が所定範囲の上限を超えているため、ピール強度が低下した。

これに対し、比較例５及び６に係るインターコネクターは、芯部が凸部を有しないので、接合性が×であった。

１０Ａ〜１０Ｆ インターコネクター
１２Ａ〜１２Ｅ 芯部
１４ 半田層
１６Ａ〜１６Ｅ 凸部

Claims (8)

1. 金属によりテープ状に形成された芯部と、
   前記芯部の表面に形成された半田層とを有する金属線において、
   前記芯部は、厚さ方向の凸部が長さ方向に沿って形成されていることを特徴とする金属線。
2. 前記凸部は前記芯部の一側表面及び他側表面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の金属線。
3. 前記凸部は、前記芯部の幅方向の中央部に形成されており、幅方向の両側縁部より、厚さ方向に突出していることを特徴とする請求項１又は２記載の金属線。
4. 前記凸部は、直線状の山形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属線。
5. 前記凸部は、湾曲した山形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属線。
6. 前記芯部は、
   前記中央部の厚さを２ｈ_２、前記側縁部の厚さを２ｈ_１とした場合、下記式
   ０．５μｍ＜ｈ_２−ｈ_１≦２０．０μｍ
   を満たすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の金属線。
7. 請求項１〜６のいずれか１項記載の金属線を用いたことを特徴とする太陽電池集電用インターコネクター。
8. 請求項７記載の太陽電池集電用インターコネクターで太陽電池セルを直列接続したストリングを備えることを特徴とする太陽電池モジュール。

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