JP5707110B2 - 導電性接着材料、太陽電池モジュール及びその製造方法 - Google Patents
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Description
1.導電性接着材料
2.太陽電池モジュール
3.太陽電池モジュールの製造方法
4.実施例
先ず、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。
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。
次に、太陽電池モジュールの製造方法について、図1を参照して説明する。第1の実施の形態におけ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、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、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、前述した導電性接着フィルムを介在させて仮配置し、タブ線の上面から加熱押圧ヘッドにより押圧するものである。
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。ここでは、下記実施例1〜6及び比較例1〜3のように、導電性接着フィルムを用いて太陽電池セルの表裏面電極とタブ線とを接続し、その結合性、接着性及び接続信頼性を評価した。
フラックス機能の評価として、太陽電池セルの電極とタブ線とを引き剥がし、光学顕微鏡にてハンダの濡れ広がりを観察した。表1、2に示す評価において、元の面積から面積比3.0倍以上の濡れ広がりを示したものを◎、元の面積から面積比1.5倍以上3.0倍未満の濡れ広がりを示したものを○、元の面積から面積比1.5倍未満の濡れ広がりを示したものを△、元の面積から濡れ広がりを示さないものを×とした。
太陽電池セルのタブ線を電極面に対して90°方向に引張り試験機(テンシオロン、オリエンテック社製)を用いて引き上げ、接着強度を測定した。表1、2に示す評価において、接着強度が2.0N/mm以上のものを◎、接着強度が1.5N/mm以上2.0N/mm未満のものを○、接着強度が1.0N/mm以上1.5N/mm未満のものを△、接着強度が1.0N/mm未満のものを×とした。
太陽電池セルについて、初期(Initial)の抵抗と、温度85℃、湿度85%RH、500時間のTHテスト(Thermal Humidity Test)後の抵抗を測定した。測定は、デジタルマルチメータ(デジタルマルチメータ7555、横河電機社製)を用いて4端子法にて電流1mAを流したときの接続抵抗を測定した。表1、2に示す評価において、接続抵抗が4Ω未満のものを◎、接続抵抗が4Ω以上5Ω未満のものを○、接続抵抗が5Ω以上6Ω未満のものを△、接続抵抗が6Ω以上のものを×とした。
フェノキシ樹脂(YD−50、新日鐵化学(株)製)を20質量部、液状エポキシ樹脂(EP828、三菱化学(株)製)を30質量部、酸無水物系硬化剤(HNA−100、新日本理化(株)製)を20質量部、アクリルゴム(テイサンレジンSG80H、ナガセケムテックス(株)製)を15質量部、ポリブタジエンゴム(RKBシリーズ、レジナス化成(株)製)を15質量部、及びSn−In(52%)系ハンダ粒子(溶点117℃、千住金属工業(株)製)を30質量部配合し、導電性接着材料を調製した。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。
Sn−Bi(58%)系ハンダ粒子(溶点139℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。この導電性接着フィルムを用いて、実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
Sn−Bi(50%)系ハンダ粒子(溶点150℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。この導電性接着フィルムを用いて、実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
Sn−Pb(37%)系ハンダ粒子(溶点183℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。
酸無水物系硬化剤に代えてフェノール系硬化剤(TD−2131、DIC(株)製)を用い、Sn−Bi(50%)系ハンダ粒子(溶点150℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。この導電性接着フィルムを用いて、実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
Sn−Pb(37%)系ハンダ粒子(溶点183℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。
酸無水物系硬化剤に代えて有機酸ジヒドラジド系硬化剤(アミキュアUDH−J、味の素ファインテクノ(株)製)を用い、Sn−Bi(50%)系ハンダ粒子(溶点150℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。この導電性接着フィルムを用いて、実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
酸無水物系硬化剤に代えてイミダゾール系硬化剤(ノバキュアHX3941HP、旭化成イーマテリアルズ(株)製)を用い、Sn−Bi(50%)系ハンダ粒子(溶点150℃、千住金属工業(株)製)を用いた以外は、実施例1と同様にして導電性接着フィルムを作製した。この導電性接着フィルムを用いて、実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。
Claims (11)
- 太陽電池モジュールの電極とインターコネクタとを接続させる導電性接着材料であって、
膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有し、
前記硬化剤が、ノルボルネン骨格を有する脂環式酸無水物であり、
前記導電性粒子が、Sn−Bi(50〜58%)系のハンダ粒子である導電性接着材料。 - 前記硬化剤の硬化開始温度が、前記ハンダ粒子の融点以上である請求項1記載の導電性接着材料。
- 前記硬化剤の硬化開始温度と前記ハンダ粒子の融点との差が、15℃以下である請求項2記載の導電性接着材料。
- 前記ハンダ粒子の融点が、135℃以上150℃以下である請求項2又は3記載の導電性接着材料。
- 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材料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、
前記導電性接着材料が、形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有し、前記硬化剤が、ノルボルネン骨格を有する脂環式酸無水物であり、前記導電性粒子が、Sn−Bi(50〜58%)系のハンダ粒子である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、
前記導電性接着材料が、形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有し、前記硬化剤が、ノルボルネン骨格を有する脂環式酸無水物であり、前記導電性粒子が、Sn−Bi(50〜58%)系のハンダ粒子であり、
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、前記導電性接着材料を介在させて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。 - 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、
前記導電性接着材料が、形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、硬化剤と、導電性粒子とを含有し、前記硬化剤が、ノルボルネン骨格を有する脂環式酸無水物であり、前記導電性粒子が、Sn−Bi(50〜58%)系のハンダ粒子であり、
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、前記導電性接着材料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接続させる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。 - 前記ラミネート圧着工程における温度が、前記ハンダ粒子の融点よりも高い請求項7記載の太陽電池モジュールの製造方法。
- 太陽電池モジュールの電極とインターコネクタとを接続させる導電性接着材料であって、
膜形成樹脂と、液状エポキシ樹脂と、ノルボルネン骨格を有する脂環式酸無水物と、Sn−Bi(50〜58%)系のハンダ粒子とを含有し、
前記脂環式酸無水物の硬化開始温度が、前記ハンダ粒子の融点以上であり、前記脂環式酸無水物の硬化開始温度と前記ハンダ粒子の融点との差が、15℃以下である導電性接着材料。 - 前記ハンダ粒子の融点が、135℃以上150℃以下である請求項9記載の導電性接着材料。
- 前記脂環式酸無水物の硬化開始温度と前記ハンダ粒子の融点との差が、11℃以下である請求項10記載の導電性接着材料。
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