JP2016164984A - 太陽電池モジュール及びその製造方法、並びに導電性接着フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】高い接続信頼性を有する太陽電池モジュール及びその製造方法を提供する。
【解決手段】太陽電池セル2のバスバー電極11及び他の太陽電セル2のAl裏面電極13に、硬化後のガラス転移点が130〜180℃である導電性接着フィルム20を貼り合わせ、導電性接着フィルム20上にタブ線3を仮配置し、タブ線3の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧する。
【選択図】図2
【解決手段】太陽電池セル2のバスバー電極11及び他の太陽電セル2のAl裏面電極13に、硬化後のガラス転移点が130〜180℃である導電性接着フィルム20を貼り合わせ、導電性接着フィルム20上にタブ線3を仮配置し、タブ線3の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧する。
【選択図】図2
Description
本発明は、導電性接着フィルム、並びにその導電性接着フィルムを用いて太陽電池セルの表面/裏面電極とタブ線とを接続する太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
従来、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、半田コートされたリボン状銅箔から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、他端側を隣接する他の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。
具体的に、太陽電池セルとタブ線との接続は、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極及び太陽電池セルの裏面接続部に形成されたAg電極と、タブ線とが半田処理により接続されている。なお、太陽電池セル裏面の接続部以外の領域はAl電極が形成されている。
しかし、半田付けでは200℃以上の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、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、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の使用が提案されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
しかしながら、導電性接着フィルムを用いて表面電極と裏面電極とを接続させた場合、高温多湿などの苛酷な条件下での太陽電池モジュールの使用に対して接続信頼性が低下してしまうことがあった。
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高い接続信頼性を有する太陽電池モジュール及びその製造方法、並びに導電性接着フィルムを提供する。
本件発明者らは、鋭意検討を行った結果、導電性接着材料の硬化後のガラス転移点を規定することにより、接続信頼性を向上させることができることを見出した。
すなわち、本発明に係る太陽電池モジュールは、一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させた太陽電池モジュールにおいて、導電性接着フィルムが少なくともフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂と潜在性硬化剤と導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られ、前記導電性接着フィルムの硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃であることを特徴とする。
また、本発明に係る太陽電池モジュールの製造方法は、一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させる太陽電池モジュールの製造方法において、少なくともフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂と潜在性硬化剤と導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られる前記導電性接着フィルムを用い、前記一の太陽電池セルの表面電極及び前記他の太陽電池セルの裏面電極に硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である前記導電性接着フィルムを貼り合わせ、該導電性接着フィルム上にタブ線を仮配置する仮配置工程と、前記タブ線の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧する押圧工程とを有することを特徴とする。
一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させる太陽電池モジュールの製造方法において、少なくともフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂と潜在性硬化剤と導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られる前記導電性接着フィルムを用い、前記一の太陽電池セルの表面電極とタブ線、及び前記他の太陽電池セルの裏面電極とタブ線とを、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である前記導電性接着フィルムを介在させて仮配置する仮配置工程と、前記太陽電池セルの上下面に封止材、保護基材を順に積層し、前記保護基材の上面からラミネート装置にてラミネート圧着させ、前記封止材を硬化させるとともに前記表面電極とタブ線及び前記裏面電極とタブ線とを同時に接続させる一括ラミネート圧着工程とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る導電性接着フィルムは、太陽電池セルの表面電極又は裏面電極と、タブ線とを電気的に接続させる導電性接着フィルムにおいて、少なくともフェノキシ樹脂とエポキシ樹脂と潜在性硬化剤と導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られ、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃であることを特徴とする。
本発明によれば、導電性接着フィルムの硬化後のガラス転移点が所定範囲であることにより、高温多湿などの苛酷な条件下でも、高い接続信頼性を維持することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら下記順序にて詳細に説明する。
1.太陽電池モジュール
2.太陽電池モジュールの製造方法
3.実施例
1.太陽電池モジュール
2.太陽電池モジュールの製造方法
3.実施例
以下、本発明が適用された太陽電池モジュール及びそ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。本発明が適用された太陽電池モジュール1は、光電変換素子として、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モジュールや、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光電変換素子を用いた薄膜シリコン系太陽電池である。
<1.太陽電池モジュール>
太陽電池モジュール1は、図1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。
太陽電池モジュール1は、図1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、例えばエチレンビニルアルコール樹脂(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。
<1.1 太陽電池セル>
太陽電池モジュールの各太陽電池セル2は、図2及び図3に示すように、シリコン基板からなる光電変換素子10を有する。光電変換素子10は、受光面側に表面電極となるバスバー電極11と、バスバー電極11とほぼ直交する方向に形成された集電極であるフィンガー電極12が設けられている。また、光電変換素子10は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムからなるAl裏面電極13が設けられている。
太陽電池モジュールの各太陽電池セル2は、図2及び図3に示すように、シリコン基板からなる光電変換素子10を有する。光電変換素子10は、受光面側に表面電極となるバスバー電極11と、バスバー電極11とほぼ直交する方向に形成された集電極であるフィンガー電極12が設けられている。また、光電変換素子10は、受光面と反対の裏面側に、アルミニウムからなるAl裏面電極13が設けられている。
そして、太陽電池セル2は、タブ線3によって、表面のバスバー電極11と、隣接する太陽電池セル2のAl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Al裏面電極13との接続は、導電性接着フィルム20によって行う。
タブ線3は、従来の太陽電池モジュールで使用されているタブ線を利用することができる。タブ線3は、例えば、50μm〜300μm厚のリボン状銅箔を使用し、必要に応じて金メッキ、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。また、タブ線3には予め導電性接着フィルム20が積層されていてもよく、更にリール形状に成形されていてもよい。
バスバー電極11は、Agペーストを塗布し、加熱することにより形成される。太陽電池セル2の受光面に形成されるバスバー電極11は、入射光を遮る面積を小さくし、シャドーロスを抑えるために、例えば1mm幅でライン状に形成されている。バスバー電極11の数は、太陽電池セル2のサイズや抵抗を考慮して適宜設定される。
フィンガー電極12は、バスバー電極11と同様の方法により、バスバー電極11と交差するように、太陽電池セル2の受光面のほぼ全面に亘って形成されている。また、フィンガー電極12は、例えば約100μm程度の幅を有するラインが、所定間隔、例えば2mmおきに形成されている。
Al裏面電極13は、アルミニウムからなる電極が例えば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。
なお、太陽電池セル2は、バスバー電極11を必ずしも設ける必要はない。この場合、太陽電池セル2は、フィンガー電極12の電流が、フィンガー電極12と交差するタブ線3によって集められる。また、Al裏面電極13にタブ線と接続不良にならない程度に開口部を形成してもよく、これによって接着強度を確保してもよい。
<1.2 導電性接着材料>
次に、太陽電池セルの表面電極又は裏面電極とタブ線とを電気的に接続するための導電性接着材料について説明する。なお、導電性接着材料の形状は、フィルム形状に限定されず、ペーストであってもよい。
次に、太陽電池セルの表面電極又は裏面電極とタブ線とを電気的に接続するための導電性接着材料について説明する。なお、導電性接着材料の形状は、フィルム形状に限定されず、ペーストであってもよい。
本実施の形態における導電性接着フィルム20は、熱硬化性のバインダ樹脂に導電性粒子が分散されてなるものである。導電性接着フィルム20の導電性粒子としては、特に制限されず、例えば、ニッケル、金、銅などの金属粒子、樹脂粒子に金めっきなどを施したもの、樹脂粒子に金めっきを施した粒子の最外層に絶縁被覆を施したものなどを挙げることができる。
導電性接着フィルム20の硬化後のガラス転移点は、130℃〜180℃であることが好ましく、より好ましくは、140℃〜180℃である。硬化後のガラス転移点が130℃以上であることにより、高温多湿などの苛酷な条件下でも、高い接続信頼性を維持することができる。具体的には、温度サイクルの信頼性試験において、低い導通抵抗値が得られるとともにタブ線の剥離を防止することができる。硬化後のガラス転移点は、180℃より大きくてもかまわないが、硬化前のガラス転移点も大きくなってしまい、熱圧着時の接続信頼性が悪化してしまう。
また、導電性接着フィルム20の粘度は、常温付近で10kPa・s〜10000kPa・sであることが好ましく、さらに好ましくは、10kPa・s〜5000kPa・sである。導電性接着フィルム20の粘度が10kPa・s〜10000kPa・sの範囲であることにより、導電性接着フィルム20をテープ状のリール巻とした場合において、所謂はみ出し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。
バインダ樹脂の組成は、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。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、アクリルゴム(ACR)、ブタジエンゴム(BR)、ニトリルゴム(NBR)などのゴム系の弾性粒子を配合することが好ましい。弾性粒子は、内部応力を吸収することができ、また、硬化阻害を起こさないため、高い接続信頼性を与えることができる。
また、その他の添加組成物として、無機フィラーを含有させてもよい。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。
このような構成の導電性接着フィルム20を製造する場合、導電性粒子と、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。そして、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20を得ることができる。
<2.太陽電池モジュールの製造方法>
次に、太陽電池モジュールの製造方法について、図3を参照して説明する。本実施の形態における太陽電池モジュール1の製造方法は、一の太陽電池セル2のバスバー電極11及び他の太陽電セル2のAl裏面電極13に、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である導電性接着フィルム20を貼り合わせ、導電性接着フィルム20上にタブ線3を仮配置し、タブ線3の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧するものである。
次に、太陽電池モジュールの製造方法について、図3を参照して説明する。本実施の形態における太陽電池モジュール1の製造方法は、一の太陽電池セル2のバスバー電極11及び他の太陽電セル2のAl裏面電極13に、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である導電性接着フィルム20を貼り合わせ、導電性接着フィルム20上にタブ線3を仮配置し、タブ線3の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧するものである。
具体的には、先ず、光電変換素子10の表面にAgペーストの塗布、焼成によってフィンガー電極12及びバスバー電極11を形成し、裏面にAlスクリーン印刷等によってタブ線3の接続部にAl裏面電極13を形成し、太陽電池セルを作製する。
次いで、光電変換素子10表面のバスバー電極11及び裏面のAl裏面電極13に導電性接着フィルム20を貼着し、この導電性接着フィルム20上にタブ線3を配設する。
そして、タブ線3の上から所定の圧力で加熱押圧することにより、タブ線3とバスバー電極11及びAl裏面電極13を電気的に接続する。このとき、タブ線3は、導電性接着フィルム20のバインダ樹脂がAgペーストにより形成されたバスバー電極11と良好な接着性を備えることから、バスバー電極11と機械的に強固に接続される。また、タブ線3は、Al裏面電極13と電気的に接続される。この熱圧着時の温度は、導電性接着材料に応じて適宜設定されるが、一般に120℃〜200℃の範囲である。
この太陽電池セル2が接続されたマトリクス5を封止接着剤のシート6で挟み、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することにより、太陽電池モジュール1が製造される。このラミネート時の温度は、封止接着剤に応じて適宜設定されるが、一般に120℃〜160℃の範囲である。
本実施の形態では、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である導電性接着フィルムを用いることにより、太陽電池セルをラミネートする際の接続不良を低減させることができる。また、高温多湿などの苛酷な条件下でも、高い接続信頼性を維持することができる。
また、本実施の形態における導電性接着フィルムは、前述した太陽電池モジュールの製造方法に限られず、封止樹脂の硬化と、電極とタブ線との接続とを同時に行う一括ラミネート圧着工法にも用いることができる。この工法によれば、電極とタブ線とを熱圧着した後のラミネートによる熱膨張や熱収縮が無くなるため、高い接続信頼性を有する太陽電池モジュールを製造することができる。
この太陽電池モジュールの製造方法は、一の太陽電池セルの表面電極と、一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着材料を介してタブ線で電気的に接続させる太陽電池モジュールの製造方法において、一の太陽電池セルの表面電極とタブ線、及び他の太陽電池セルの裏面電極とタブ線とを、前述した導電性接着材料を介在させて仮固定し、太陽電池セルの上下面に封止材、保護基材を順に積層し、保護基材の上面からラミネート装置にてラミネート圧着させ、封止材を硬化させるとともに表面電極とタブ線及び裏面電極とタブ線とを接続させるものである。
先ず、封止樹脂の硬化と、電極とタブ線との接続とを同時に行うラミネート装置について説明する。
図4は、減圧ラミネーターの構成を示す断面図である。減圧ラミネーター30は、上部ユニット31と下部ユニット32とから構成される。これらのユニットは、Oリングなどのシール部材33を介して分離可能に一体化される。上部ユニット31には、シリコンラバーなどの可撓性シート34が設けられており、この可撓性シート34により、減圧ラミネーター30が第1室35と第2室36とに区画される。
また、上部ユニット31及び下部ユニット32のそれぞれには、各室がそれぞれ独立的に内圧調整、すなわち、真空ポンプやコンプレッサーなどにより、減圧、加圧、さらに大気開放も可能となるように、配管37、38が設けられている。配管37は、切替バルブ39により配管37aと配管37bとの2方向に分岐しており、配管38は、切替バルブ40により配管38aと配管38bとの2方向に分岐している。また、下部ユニット32には、加熱可能なステージ41が設けられている。
次に、この減圧ラミネーター30を用いた具体的な接続方法について説明する。先ず、上部ユニット31と下部ユニット32とを分離し、ステージ41上に、タブ線が仮固定された太陽電池セルの上下面に封止材、保護基材(表面カバー7、バックシート8)を順に積層した積層物を載置する。
そして、上部ユニット31と下部ユニット32とをシール部材33を介して分離可能に一体化し、その後、配管37a及び配管38aのそれぞれに真空ポンプを接続し、第1室35及び第2室36内を高真空にする。第2室36内を高真空に保ったまま、切替バルブ39を切り替えて、配管37bから第1室35内に大気を導入する。これにより、可撓性シート34が第2室36に向かって押し広げられ、結果、積層物がステージ41で加熱されつつ、可撓性シート34で押圧される。この熱圧着時の温度は、導電性接着材料に応じて適宜設定されるが、一般に120℃〜200℃の範囲である。
熱圧着後、切替バルブ40を切り替え、配管38bから第2室36内に大気を導入する。これにより、可撓性シート34が第1室35に向かって押し戻され、最終的に第1室35及び第2室36の内圧が同じとなる。
最後に、上部ユニット31と下部ユニット32とを引き離し、ステージ41上から熱圧着処理された太陽電池モジュールを取り出す。これにより、封止樹脂の硬化と、電極とタブ線との接続とを同時に行うことができる。
このような太陽電池モジュールの製造方法によれば、電極とタブ線とを熱圧着した後のラミネートによる熱膨張や熱収縮が無くなるため、高い接続信頼性を有する太陽電池モジュールを製造することができる。さらに、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である導電性接着フィルムを用いているため、高温多湿などの苛酷な条件下でも、高い接続信頼性を維持することができる。
<3.実施例>
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[実施例1]
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたPETにバーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブンで5分乾燥させ、厚さ25μmの導電性接着フィルムを作製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。これを、剥離処理されたPETにバーコーターを用いて塗布し、80℃のオーブンで5分乾燥させ、厚さ25μmの導電性接着フィルムを作製した。
そして、導電性接着フィルムを硬化させ、JIS K7244−1法に準拠して測定される動的粘弾性測定を用いて、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点(Tg)を求めたところ、132℃であった。
次に、6インチ多結晶Siセル(寸法:15.6cm×15.6cm、厚さ:180μm)のAgからなる表面電極部分及びAlからなる裏面電極部分に導電性接着フィルムを張り合わせ、導電性接着フィルム上にはんだが被覆されたCuタブ線(幅:2mm、厚さ:0.15mm)を仮配置させた。タブ線をヒーターヘッドにより熱加圧(180℃、15秒、2MPa)して導電性接着フィルムを硬化させ、実施例1の評価サンプルを作製した。
[実施例2]
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を11質量部、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を11質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を11質量部、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を11質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
この調製以外は、実施例1と同様にして実施例2の評価サンプルを作製した。また、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点は140℃であった。
[実施例3]
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を5質量部、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を17質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を5質量部、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を17質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
これ以外は、実施例1と同様にして実施例3の評価サンプルを作製した。また、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点は164℃であった。
[実施例4]
表1に示すように、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂B(品名:jer604、メーカー名:三菱化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
この調製以外は、実施例1と同様にして実施例4の評価サンプルを作製した。また、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点は180℃であった。
[比較例1]
表面電極部分及び裏面電極部分にフラックスを塗布し、はんだが被覆されたCuタブ線を仮配置させた。タブ線をヒーターヘッドにより熱加圧(200℃、15秒、2MPa)して接続させ、比較例1の評価サンプルを作製した。
表面電極部分及び裏面電極部分にフラックスを塗布し、はんだが被覆されたCuタブ線を仮配置させた。タブ線をヒーターヘッドにより熱加圧(200℃、15秒、2MPa)して接続させ、比較例1の評価サンプルを作製した。
[比較例2]
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂A(品名:EP828、メーカー名:三菱化学(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂A(品名:YP50、メーカー名:新日鐵化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂A(品名:EP828、メーカー名:三菱化学(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
この調製以外は、実施例1と同様にして比較例2の評価サンプルを作製した。また、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点は125℃であった。
[比較例3]
表1に示すように、フェノキシ樹脂C(品名:jer1031S、メーカー名:三菱化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
表1に示すように、フェノキシ樹脂C(品名:jer1031S、メーカー名:三菱化学(株))を22質量部、エポキシ樹脂B(品名:RKBシリーズ、メーカー名:レジナス化成(株))を15質量部、アクリルゴム(品名:SG−80−H、メーカー名:ナガセケムテックス(株))を15質量部、潜在性硬化剤(品名:HX−3941、メーカー名:旭化成(株))を45質量部、シランカップリング剤(品名:A−187、メーカー名:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ(株))を2質量部、及び、導電性粒子(品名:AUL704、メーカー名:積水化学工業)を15質量部配合し、導電性接着フィルムの樹脂組成物を調製した。
この調製以外は、実施例1と同様にして比較例3の評価サンプルを作製した。また、硬化後の導電性接着フィルムのガラス転移点は200℃であった。
[評価試験]
各評価サンプルについて、−40℃〜100℃の温度サイクルを1000サイクル、2000サイクル繰り返した後、表面電極及び裏面電極における抵抗値を測定した。また、表面電極及び裏面電極におけるタブ線の剥離を目視で観察した。
各評価サンプルについて、−40℃〜100℃の温度サイクルを1000サイクル、2000サイクル繰り返した後、表面電極及び裏面電極における抵抗値を測定した。また、表面電極及び裏面電極におけるタブ線の剥離を目視で観察した。
表1に各サンプルの評価結果を示す。総合判定の指標として、初期〜2000サイクルまでの信頼性試験において、表面電極における導通抵抗の値が40Ω以下、裏面電極における導通抵抗の値が15Ω以下、タブの剥離が表面電極及び裏面電極の両方で観察されなかったものを○とした。また、初期〜2000サイクルまでの信頼性試験において、表面電極における導通抵抗の値が40Ω以下、裏面電極における導通抵抗の値が20Ω以上、タブの剥離が表面電極及び裏面電極のいずれか一方で観察されたものを△とした。また、初期〜2000サイクルまでの信頼性試験において、表面電極における導通抵抗の値が50Ω以上、裏面電極における導通抵抗の値が25Ω以上、タブの剥離が表面電極及び裏面電極の両方で観察されたものを×とした。
比較例1は、温度サイクル試験の1000サイクルで表面及び裏面の両面のタブ線の剥離が見られ、2000サイクルで導通抵抗が上昇した。また、比較例2は、温度サイクル試験の1000サイクルでタブ線の剥離が見られ、2000サイクルで導通抵抗が上昇した。また、比較例3は、硬化前のガラス転移点が200℃であるが、硬化前のガラス転移点も大きいため、温度サイクル試験の1000サイクルでタブ線の剥離が見られ、良好な接続信頼性が得られなかった
一方、実施例1は、温度サイクル試験の1000サイクルで裏面のタブ線の剥離が見られたものの、2000サイクルでも表面の剥離は見られなかった。また、温度サイクル試験において導通抵抗の変化は小さかった。また、実施例2〜4は、温度サイクル試験の2000サイクルでも、表面又は裏面のタブ線の剥離は見られず、また、導通抵抗の変化はなかった。
以上の結果より、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である導電接着フィルムを太陽電池モジュールに用いることにより、優れた接続信頼性が得られることが分かった。特に、硬化後のガラス転移点が140℃〜180℃である導電接着フィルムは、特に優れた接続信頼性を有することが分かった。
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 Al裏面電極、20 導電性接着フィルム、30 減圧ラミネーター、31 上部ユニット、32 下部ユニット、33 シール部材、34 可撓性シート、35 第1室、36 第2室、37、38 配管、39、40 切替バルブ、41 ステージ
Claims (8)
- 一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させた太陽電池モジュールにおいて、
前記導電性接着フィルムは、少なくとも、フェノキシ樹脂と、エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られ、
前記導電性接着フィルムの硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である
太陽電池モジュール。 - 前記導電性接着フィルムは、常温での粘度が10kPa・s〜5000kPa・sであり、硬化後のガラス転移点が164℃〜180℃である
請求項1記載の太陽電池モジュール。 - 前記太陽電池セルは、封止接着剤で挟まれ、表面シート及び裏面シートとともにラミネートされてなる
請求項1又は2記載の太陽電池モジュール。 - 一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させる太陽電池モジュールの製造方法において、
少なくとも、フェノキシ樹脂と、エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られる前記導電性接着フィルムを用い、
前記一の太陽電池セルの表面電極及び前記他の太陽電池セルの裏面電極に、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である前記導電性接着フィルムを貼り合わせ、該導電性接着フィルム上にタブ線を仮配置する仮配置工程と、
前記タブ線の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧する押圧工程と
を有する太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記導電性接着フィルムは、常温での粘度が10kPa・s〜5000kPa・sであり、硬化後のガラス転移点が164℃〜180℃である
請求項4記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 前記タブ線の接続後、太陽電池セルを封止接着剤で挟み、表面シート及び裏面シートとともにラミネートする
請求項4又は5記載の太陽電池モジュールの製造方法。 - 一の太陽電池セルの表面電極と、該一の太陽電池セルと隣接する他の太陽電池セルの裏面電極とを導電性接着フィルムを介してタブ線で電気的に接続させる太陽電池モジュールの製造方法において、
少なくとも、フェノキシ樹脂と、エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られる前記導電性接着フィルムを用い、
前記一の太陽電池セルの表面電極とタブ線、及び前記他の太陽電池セルの裏面電極とタブ線とを、硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である前記導電性接着フィルムを介在させて仮配置する仮配置工程と、
前記太陽電池セルの上下面に封止材、保護基材を順に積層し、前記保護基材の上面からラミネート装置にてラミネート圧着させ、前記封止材を硬化させるとともに前記表面電極とタブ線及び前記裏面電極とタブ線とを同時に接続させる一括ラミネート圧着工程と
を有する太陽電池モジュールの製造方法。 - 太陽電池セルの表面電極又は裏面電極と、タブ線とを電気的に接続させる導電性接着フィルムにおいて、
少なくとも、フェノキシ樹脂と、エポキシ樹脂と、潜在性硬化剤と、導電性粒子とを配合した樹脂組成物により得られ、
硬化後のガラス転移点が130℃〜180℃である
導電性接着フィルム。
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- 2016-03-02 JP JP2016040396A patent/JP2016164984A/ja active Pending
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