JP4699149B2 - 回路基板、および薄膜太陽電池とその製造方法 - Google Patents
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Description
耐熱性熱可塑性樹脂基材を構成する樹脂は、耐熱性の熱可塑性樹脂であり、例えば、熱変形可能な温度が130℃以上のものであることが好ましい。回路基板に電子機器を搭載する際には、種々の工程において基板に熱がかかるため、これに耐え得る程度の耐熱性が要求されるのである。なお、樹脂が熱変形可能な温度は、融点を有する樹脂では、融点または熱変形温度(HDT)で、融点を有しない樹脂であればガラス転移温度(Tg)で判断すればよい。融点やTgは、例えばJIS K 7121の規定に準じて測定できる。また、HDTは、ASTM D648(荷重:18.6kg/cm2)の規定に従って測定できる。
金属層を構成する金属としては、特に制限はなく、銅、アルミニウム、スズ、銀、金、白金、亜鉛、鉄や、これらの金属を含む合金[ステンレス鋼(SUS)、42アロイ、銅合金など]などが挙げられる。
平板状の回路基板を、三次元形状に成形する方法は特に限定されず、例えば、金型を用いた通常の成形法(プレス成形法など)や、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法などが採用できる。
本発明の回路基板は、比較的自由度の高い三次元形状成形を可能としているため、例えば携帯電話などの、優れたデザイン曲面や高度な省スペース化が求められる装置内部に適用される立体曲面電子回路として好適に用い得る。
本発明の薄膜太陽電池は、上記本発明の回路基板を太陽電池用基板として用い、これに二層の電極層(下部電極層および透明電極層)、および半導体材料層(微結晶シリコン層、アモルファスシリコン層、またはその他の化合物半導体層)で構成される光電変換素子を形成してなるものである。太陽電池用基板として試用される本発明の回路基板は、以下の(1)から(3)の作用を有する。
12.5cm×12.5cmのサーモトロピック液晶ポリマーフィルム(ジャパンゴアテックス社製「BIAC−BA(商品名)」、厚み:100μm)の両面に、金属層とするための電解銅箔(古河サーキットフォイル社製「GTS−18」、厚み:18μm)を、320℃、4MPaの条件で5分間加圧し、100℃まで冷却し、取り出すという工程により貼り付けた。
12.5cm×12.5cmのサーモトロピック液晶ポリマーフィルム(ジャパンゴアテックス社製「BIAC−BC(商品名)」、厚み:100μm)の両面に、金属層とするための圧延銅箔(日興マテリアル社製「BHY−13B−T」、厚み:18μm)を、300℃、4MPaの条件で5分間加圧し、80℃まで冷却し、取り出すという工程により貼り付けた。その後、図12に示す箇所となるように予定される部分に、直径500μmのスルーホール23a、23bを開けた。
12.5cm×12.5cmのサーモトロピック液晶ポリマーフィルム(ジャパンゴアテックス社製「BIAC−BC(商品名)」、厚み:100μm)の表面に銀を直接スパッタリングして、片面にのみ銀の薄膜を形成した。次に実験1に準じて酸化亜鉛膜を形成し、これを下部電極層として、金属箔を貼り合わせることなく回路基板No.3とした。この回路基板No.3を用いて、金属層の細分化をすることなく、実験1の方法に準じて光電変換素子を形成し、平板状の薄膜太陽電池No.5を作製した。ただし、このときに形成する光電変換層は、微結晶シリコンではなく、アモルファスシリコンとし、これを常法により形成した。さらに、この薄膜太陽電池No.5から、実験2と同様の条件で三次元形状を有する薄膜太陽電池No.6を作製した。
12.5cm×12.5cmのサーモトロピック液晶ポリマーフィルム(ジャパンゴアテックス社製「BIAC−BC(商品名)」、厚み:100μm)を用意し、その片面にのみ、実験1と同様にして銅箔を貼り付けて金属層を設けて裏面とし、この裏面の金属層の細分化を行わずに回路基板No.4とした。この回路基板No.4を用い、その表面に、実験3と同様の手法により表面にアモルファスシリコンによる光電変換層を有する細分化されていない光電変換素子を形成し、平板状の薄膜太陽電池No.7を作製した。さらに、この薄膜太陽電池No.7から、実験2と同様の条件で三次元形状を有する薄膜太陽電池No.8を作製した。
上記の各薄膜太陽電池に発光素子(LED、東芝社製「TLR−116A」)を接続し、晴れた日に、設置勾配を水平として薄膜太陽電池に太陽光を当てて、なお、LEDは、1/2ワット500Ωの抵抗器と直列に接続した。また、薄膜太陽電池の作動評価は、LEDの発光のあり・なしで行った。結果を表1に示す。
11 金属層の目
11a、11c 接続端子部
13 帯状導電ゾーン
14 非導電ゾーン
15 耐熱性熱可塑性樹脂フィルム
16 スリット
17 金属層を構成する金属による帯
20a、20b、20c、20d 薄膜太陽電池
21 光電変換素子
22 櫛形電極
23a、23b スルーホール
Claims (9)
- 耐熱性熱可塑性樹脂基材の表面に金属層による回路パターンが形成されてなり、三次元形状に成形可能な回路基板であって、
少なくとも一部には、平面視で、細分化された金属層の、個々の目が碁盤目状に配列された箇所を有しており、
互いに隣接する金属層の目の間には、該金属層を構成する金属による帯状導電ゾーン、または各金属層の目同士を非導電とする非導電ゾーンが存在し、
上記帯状導電ゾーンは、互いに隣接する金属層の目同士を電気的に接続するために、上記耐熱性熱可塑性樹脂基材が伸びを伴う変形をした際の伸び代を残した形状の導電パターンを有し、上記非導電ゾーンには、上記金属層を構成する金属による帯が、不連続に複数存在していることを特徴とする回路基板。 - 上記帯状導電ゾーンは、平面視で曲折した形状の導電パターンを有するものである請求項1に記載の回路基板。
- 上記細分化された金属層の個々の目は、平面視における面積が、回路基板の三次元形状への成形が予定される箇所の、平面視における総面積に対して、0.1〜25%である請求項1または2に記載の回路基板。
- 上記耐熱性熱可塑性樹脂基材を構成する樹脂は、液晶ポリマーである請求項1〜3のいずれかに記載の回路基板。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の回路基板に、三次元形状が付されてなることを特徴とする回路基板。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の回路基板における金属層表面または金属層形成面の反対面に光電変換素子が形成されており、且つ
細分化された金属層に対応して上記光電変換素子が分離形成されているものであることを特徴とする薄膜太陽電池。 - 三次元形状を有する請求項6に記載の薄膜太陽電池。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の回路基板の金属層表面または金属層形成面の反対面に光電変換素子を形成するに際し、
細分化された金属層に対応して上記光電変換素子を分離形成することを特徴とする薄膜太陽電池の製造方法。 - 更に、真空成形法、圧空成形法または真空圧空成形法により、上記光電変換素子形成面の反対面を金型に密着させて三次元形状とする請求項8に記載の製造方法。
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