JP5652369B2 - 太陽電池用導体 - Google Patents
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Description
本実施の形態に係る太陽電池用導体の製造方法の概要は以下のとおりである。まず、2mass ppmを超える量の酸素を含有し、添加元素を含む希薄銅合金材料を準備する(原料準備工程)。次に、この希薄銅合金材料を1100℃以上1320℃以下の鋳造温度で溶湯にする(溶湯製造工程)。次に、溶湯からワイヤロッドを作製する(ワイヤロッド作製工程)。次に、ワイヤロッドに880℃以下550℃以上の温度で熱間圧延を施す(熱間圧延工程)。次に、熱間圧延工程を経たワイヤロッドに伸線加工を施して導体を作製する(導体作製工程)。これにより、本実施の形態に係る太陽電池用導体として、0.2%耐力値が55MPa以下であり、かつ、伸び率が25%以上である導体が製造される。
本実施の形態に係る太陽電池用導体は、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti、Crの少なくとも一種を含む添加元素と、2mass ppmを超える量の酸素と、不可避的不純物を含む純銅と、を含み、0.2%耐力値が55MPa以下であり、かつ、伸び率が25%以上である。また、添加元素として、Mg、Zr、Nb、Ca、V、Ni、Mn、Ti及びCrからなる群から選択されたものを選んだ理由は、これらの元素は他の元素と結合しやすい活性元素であり、Sと結合しやすいためSをトラップすることができ、銅母材(マトリクス)を高純度化することができるためである。添加元素は1種類以上含まれていてもよい。また、合金の性質に悪影響を及ぼすことのないその他の元素および不純物を合金に含有させることもできる。
分散粒子のサイズは小さく沢山分布することが望ましい。その理由は、硫黄の析出サイトとして働くためサイズが小さく数が多いことが要求される。
SCR連読鋳造圧延により、鋳造ロッドの加工度が90%(30mm)〜99.8%(5mm)でワイヤロッドを造る、一例として、加工度99.3%でφ8mmワイヤロッドを造る方法を用いる。
表1は実験条件と結果に関するものである。
表3は、無酸素銅線を用いた比較材11と低酸素銅に13mass ppmのTiを含有した軟質希薄銅合金線を用いた実施材5とを試料とし、異なる焼鈍温度で1時間の焼鈍を施したもののビッカース硬さ(Hv)を検証した表である。
表4は、無酸素銅線を用いた比較材12と低酸素銅に13mass ppmのTiを含有した軟質希薄銅合金線を用いた実施材6を試料とし、異なる焼鈍温度で1時間の焼鈍を施したものの0.2%耐力値の推移を検証した表である。なお、試料としては、2.6mm径の試料を用いた。
表面曲げ歪(%)=r/(R+r)×100(%)・・・(1)
R:素線曲げ半径(30mm)、r=素線半径
また、図10は、実施材8の試料の幅方向の断面組織の写真を表したものである。図11は、比較材14の幅方向の断面組織の写真を表したものである。図12は、試料の表層における平均結晶粒サイズの測定方法について説明するための図面である。図11は、比較材14の結晶構造を示し、図10は実施材8の結晶構造を示す。
図13は、実施例2に係る太陽電池用導体を用いた太陽電池モジュールの概略図である。実施例2は、実施の形態に係る製造方法により作製された導体を太陽電池用導体として使用するものである。
この太陽電池モジュール1は、図13に示すように、複数のストリング2を、太陽電池用導体としての平角線4を用いて電気的に接続することでモジュール化して概略構成されている。
実施例2の試料1〜試料3は、表1に示す実施材1の上から3番目の素材を使用して作成した素線にSnめっきを施し、これを幅2.0mm、厚さ0.16mmに圧延して平角導体とし、この導体の熱処理条件を変えてそれぞれ作製されている。
比較例の試料4〜試料6は、導体として、無酸素銅(OFC)を用いたこと以外は、実施例2と同様の条件で作製されている。
導体(銅箔)の疲労寿命は、屈曲寿命試験により評価した。屈曲寿命試験は、太陽電池用配線部品と同じ熟履歴を受けた銅箔サンプルについて実施した。銅箔サンプルのサイズは、幅10mm、長さ約500mmとした。
曲げひずみ={d/(2R十d)}×100(%)・・・(2)
ここで、dは、銅箔サンプルの厚さである。
2…ストリング
3…太陽電池セル
4…平角線
Claims (1)
- 不可避的不純物を含む純銅と、前記不可避的不純物としての5mass ppmの硫黄と、13mass ppmのTiと、7〜8mass ppmの酸素とからなる軟質希薄銅合金線を圧延してなる平角導体と、前記平角導体の周囲を被覆するはんだめっき膜と、を有するはんだ被覆平角線であって、前記はんだ被覆平角線の0.2%耐力値が55MPa以下であり、かつ、前記平角導体の伸び率が25%以上である太陽電池用導体。
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