JP6008475B2 - Manufacturing method of solar cell module - Google Patents
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Description
この発明は、太陽電池モジュール等の内部において配線として使用される太陽電池用集電シートと被ハンダ物品とが特定の成分を含むハンダを介して接合されているハンダ接合体を備える太陽電池モジュールの製造方法に関する。 The present invention, a solar cell module comprising a solder joint body and the object to be solder article and thick current collector sheet for a solar cell which is used as a wiring inside such as a solar cell module is bonded via a solder containing a specific component It relates to the manufacturing method .
近年、環境問題に対する意識の高まりから、クリーンなエネルギー源としての太陽電池が注目されている。一般に、太陽電池を構成する太陽電池モジュールは、受光面側から、透明前面基板、表面側封止材シート、太陽電池素子、裏面側封止材シート、及び裏面保護シート(裏面保護シート等とも呼ばれる。)が順に積層された構成であり、太陽光が上記太陽電池素子に入射することにより発電する機能を有している。 In recent years, solar cells as a clean energy source have attracted attention due to the growing awareness of environmental issues. In general, a solar cell module constituting a solar cell is referred to as a transparent front substrate, a front surface side sealing material sheet, a solar cell element, a back side sealing material sheet, and a back surface protection sheet (back surface protection sheet or the like) from the light receiving surface side. .) Are stacked in order, and have a function of generating power when sunlight enters the solar cell element.
太陽電池モジュールの内部で発電を行う太陽電池素子は、通常、太陽電池モジュールの内部に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子を太陽電池モジュールの内部で配線するために、例えば、導電パターンになる金属を基材である樹脂シートの表面に積層させた太陽電池用集電シートが使用される(特許文献1を参照)。そして、太陽電池用集電シートに設けられた導電パターンである金属箔と、太陽電池素子の出力電極とはハンダ加工により電気的に接合される。 A plurality of solar cell elements that generate power inside the solar cell module are usually provided inside the solar cell module, and are configured to obtain necessary voltages and currents by connecting them in series and parallel. . In order to wire a plurality of solar cell elements inside a solar cell module, for example, a solar cell current collector sheet in which a metal that becomes a conductive pattern is laminated on the surface of a resin sheet as a base material is used (Patent Document). 1). And the metal foil which is the electrically conductive pattern provided in the current collection sheet for solar cells, and the output electrode of a solar cell element are electrically joined by soldering.
太陽電池用集電シートの基材である樹脂シートの表面に導電パターンを設けるには、例えば、プリント配線基板と同様に、まず、基材の表面の全面に金属を積層させ、その後、この金属をフォトリソグラフィ法により所望の導電パターンになるようにエッチング加工すればよい。 In order to provide a conductive pattern on the surface of a resin sheet that is a base material for a solar cell current collector sheet, for example, similarly to a printed wiring board, first, a metal is laminated on the entire surface of the base material, and then this metal May be etched to a desired conductive pattern by photolithography.
ところで、特に、配線幅、即ち、回路を構成する導電パターンの間の幅が狭い回路において、太陽電池用集電シートに設けられた導電パターンである金属箔と、太陽電池素子の出力電極とをハンダ加工により接合する際、ハンダによって隣接する複数の導電パターンが短絡してしまう場合がある。そして、このような短絡を効果的に防止する方法が求められていた。 By the way, in particular, in a circuit in which the wiring width, that is, the width between the conductive patterns constituting the circuit is narrow, the metal foil that is the conductive pattern provided on the solar cell current collector sheet and the output electrode of the solar cell element are provided. When joining by soldering, a plurality of adjacent conductive patterns may be short-circuited by solder. And the method of preventing such a short circuit effectively was calculated | required.
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものである。太陽電池用集電シートに設けられた導電パターンである金属箔と、例えば太陽電池素子の出力電極等の被ハンダ物品とをハンダ加工により接合する際、ハンダによって太陽電池用集電シート上の隣接する複数の導電パターンが短絡してしまうことを防止できる太陽電池用集電シート及びその製造方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above situation. When a metal foil, which is a conductive pattern provided on a solar cell current collector sheet, and a soldered article such as an output electrode of a solar cell element are joined by soldering, adjacent to the solar cell current collector sheet by soldering It is an object of the present invention to provide a solar cell current collector sheet and a method for manufacturing the same, which can prevent a plurality of conductive patterns from being short-circuited.
本発明者らは、導電パターンの厚さ方向の断面視における断面形状によって、ハンダ加工の際に、ハンダの構成成分である合金成分が導電凸部上の平面部へ速やかに移行し、一方、ハンダの他の構成成分である樹脂成分は導電凹部を速やかに埋め尽くすということを見出した。 The present inventors, due to the cross-sectional shape in the cross-sectional view in the thickness direction of the conductive pattern, during the soldering process, the alloy component that is a component of the solder is quickly transferred to the plane portion on the conductive convex portion, It has been found that the resin component, which is another component of the solder, fills the conductive recess quickly.
従来、一般的に導電パターンの厚さ方向の断面視における形状については、複数の導電凸部の壁面を側壁として共有する非導電凹部の両側壁が、太陽電池用集電シートの基盤に対して垂直であることが望ましいとされていた。しかし、本発明者らは、上記の太陽電池用集電シートにおける上記の非導電凹部の両側壁を、樹脂基材の表面側から導電凸部の平面部の側に向けて広がっていく逆テーパー状に形成することによって、上記の効果が得られることを見出した。 Conventionally, as for the shape of the conductive pattern in the cross-sectional view in the thickness direction, both side walls of the non-conductive recess sharing the wall surfaces of the plurality of conductive protrusions as the side walls with respect to the base of the solar cell current collector sheet It was considered desirable to be vertical. However, the inventors of the present invention have a reverse taper in which both side walls of the non-conductive recess in the solar cell current collector sheet are spread from the surface side of the resin base toward the plane of the conductive projection. It has been found that the above-mentioned effects can be obtained by forming the film in a shape.
さらに、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、導電パターンである金属箔のエッチング工程における浸漬液の濃度及びエッチング時間を調整させることにより、導電パターンの断面形状を上記の通りの形状に形成でき、それによって太陽電池用集電シートに設けられた導電パターンである金属箔と、太陽電池素子の出力電極等の被ハンダ物品とをハンダ加工により接合する際、ハンダによって太陽電池用集電シート上の隣接する複数の導電パターンが短絡してしまうことを防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的に本発明は以下のものを提供する。 Furthermore, as a result of intensive studies, the present inventors have adjusted the cross-sectional shape of the conductive pattern to the shape as described above by adjusting the concentration of the immersion liquid and the etching time in the etching process of the metal foil that is the conductive pattern. When the metal foil, which is a conductive pattern provided on the solar cell current collector sheet, and a soldered article such as an output electrode of the solar cell element are joined by soldering, the solar cell current collector can be formed by soldering. It has been found that a plurality of adjacent conductive patterns on the sheet can be prevented from being short-circuited, and the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
(1)本発明は、樹脂基材の表面に、所定厚さの金属箔からなる帯状の導電パターンが形成される太陽電池用集電シートであって、前記導電パターンは、複数の導電凸部と、該導電凸部間で前記樹脂基材の表面側を底部とし前記導電凸部の壁面を側壁として共有する非導電凹部と、で構成され、前記非導電凹部の両側壁が、前記樹脂基材の表面側から広がる逆テーパー状をなしていることを特徴とする太陽電池用集電シートである。 (1) The present invention is a solar cell current collector sheet in which a strip-shaped conductive pattern made of a metal foil having a predetermined thickness is formed on the surface of a resin base material, wherein the conductive pattern includes a plurality of conductive protrusions. And a non-conductive recess that shares the surface side of the resin base between the conductive convex portions and a wall surface of the conductive convex portion as a side wall, and both side walls of the non-conductive concave portions are the resin base It is the current collection sheet for solar cells characterized by the reverse taper shape spreading from the surface side of a material.
(2)また、本発明は、前記非導電凹部の底部と両側壁とのなす角度が95度から120度の範囲内である(1)記載の太陽電池用集電シートである。 (2) Moreover, this invention is a collector sheet for solar cells as described in (1) whose angle which the bottom part of the said nonelectroconductive recessed part and both side walls make is in the range of 95 degree | times to 120 degree | times.
(3)また、本発明は、前記導電凸部の表面における配線幅が0.2から5.0mmであり、前記非導電凹部の底部の幅が0.2から5.0mmである(1)又は(2)記載の太陽電池用集電シートである。 (3) In the present invention, the wiring width on the surface of the conductive convex portion is 0.2 to 5.0 mm, and the width of the bottom portion of the nonconductive concave portion is 0.2 to 5.0 mm. Or it is a collector sheet for solar cells as described in (2).
(4)また、本発明は、(1)から(3)いずれか記載の太陽電池用集電シートと、被ハンダ物品とが、ハンダを介して接合され、前記ハンダは、ハンダ合金とエポキシ樹脂とを含むハンダ接合体である。 (4) Further, according to the present invention, the solar cell current collector sheet according to any one of (1) to (3) and a soldered article are joined via solder, and the solder is composed of a solder alloy and an epoxy resin. A solder joint including
(5)また、本発明は、前記ハンダ合金は前記導電凸部上で前記接合とともに導電部を形成し、前記エポキシ樹脂は前記接合とともに前記非導電凹部に充填されて絶縁部を形成する(4)記載のハンダ接合体である。 (5) Further, according to the present invention, the solder alloy forms a conductive portion together with the joint on the conductive convex portion, and the epoxy resin fills the non-conductive concave portion together with the joint to form an insulating portion (4 ) Solder joints as described above.
(6)また、本発明は、前記金属箔の所定厚さが10から50μmであり、前記導電凸部と前記非導電凹部との段差が50μm以下である(4)又は(5)記載のハンダ接合体である。 (6) Further, the present invention provides the solder according to (4) or (5), wherein the predetermined thickness of the metal foil is 10 to 50 μm, and a step between the conductive convex portion and the nonconductive concave portion is 50 μm or less. It is a joined body.
(7)また、本発明は、(4)から(6)記載のハンダ接合体が太陽電池モジュールの一部を構成し、前記被ハンダ物品である太陽電池素子の電極と、前記導電凸部とがハンダ加工によって接合されている太陽電池モジュールである。 (7) Further, in the present invention, the solder joined body according to (4) to (6) constitutes a part of the solar cell module, the electrode of the solar cell element that is the soldered article, the conductive convex portion, Is a solar cell module joined by soldering.
本発明によれば、導電パターンの形成において、複数の導電凸部の壁面を側壁として共有する非導電凹部の両側壁を、樹脂基材の表面側から導電凸部の平面部の側に向けて広がっていく逆テーパー状とすることにより、短絡を効果的に防止できる太陽電池用集電シート及びその製造方法が提供される。 According to the present invention, in the formation of the conductive pattern, the both side walls of the non-conductive concave portion sharing the wall surfaces of the plurality of conductive convex portions as the side walls are directed from the surface side of the resin base to the flat portion side of the conductive convex portion. By making it the reverse taper shape which spreads, the collector sheet for solar cells which can prevent a short circuit effectively and its manufacturing method are provided.
以下、本発明の太陽電池用集電シート及びその製造方法の一実施形態について説明する。
<太陽電池用集電シート>
まず、図1を参照しながら本発明の太陽電池用集電シート1の一実施形態について説明する。図1は、本発明の太陽電池用集電シート1が太陽電池素子5に接合される様子を模式的に示す斜視図である。
Hereinafter, an embodiment of a current collector sheet for solar cells and a method for producing the same of the present invention will be described.
<Current collector sheet for solar cell>
First, an embodiment of the
本実施形態の太陽電池用集電シート1は、樹脂基材2の表面に導電パターン3が形成されたものである。導電パターン3を覆うように太陽電池素子5の裏面側(非受光面側)が接合される。太陽電池素子5は、太陽電池用集電シート1上に複数枚設けられ、これらが直並列接続されることにより必要な電圧及び電流を得られるように構成されている。複数の太陽電池素子5を太陽電池用集電シート1上で配線するために、太陽電池用集電シート1に設けられた配線である導電パターン3と太陽電池素子5の電極51とは、図8(a)(b)に示すようにハンダ加工により電気的に接合される。
In the solar cell
ここで、太陽電池素子5の電極51とは、太陽電池素子5が光を受けて発生させた電力を、太陽電池素子5の外部に出力するための電極である。特に限定されないが、この電極は、一例として、銀、または銀化合物等で構成される。
Here, the
また、ハンダ加工において使用されるハンダは、導電性の合金成分と、絶縁性の高い樹脂成分と、からなる合金/樹脂複合系ハンダを用いる。合金成分の一例としては、錫、ビスマス等、融点が150℃前後のものが好ましい。樹脂成分としてはエポキシ樹脂が好ましい。ハンダ加工の詳細については後述する。 As the solder used in the soldering process, an alloy / resin composite solder composed of a conductive alloy component and a highly insulating resin component is used. As an example of the alloy component, tin, bismuth or the like having a melting point of around 150 ° C. is preferable. An epoxy resin is preferable as the resin component. Details of the soldering will be described later.
樹脂基材2は、シート状に成型された樹脂である。ここで、シート状とはフィルム状を含む概念であり、本発明において両者に差はない。樹脂基材2を構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系等が例示される。これらの中でも、ハンダ加工における良好な耐熱性を太陽電池用集電シート1に付与することができるとの観点からは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂等が好ましく、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等が最も好ましい。
The
樹脂基材2の厚さは、太陽電池用集電シート1に要求される強度や薄さ等に応じて適宜設定すればよい。樹脂基材2の厚さは、特に限定されないが、一例として20〜250μmが挙げられる。
What is necessary is just to set the thickness of the
導電パターン3は、所望の配線形状となるように太陽電池用集電シート1の表面に形成された電気配線である。導電パターン3は、例えば銅からなる層である。導電パターン3を樹脂基材2の表面に形成するためには、樹脂基材2の表面に銅箔を接合させ、その後、エッチング処理等によりその銅箔をパターニングする方法が例示される。樹脂基材2の表面に銅箔を接合させるには、公知の方法を特に制限なく使用することができる。このような方法としては、銅箔を接着剤によって樹脂基材2の表面に接着する方法、樹脂基材2の表面に銅を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材2の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材2の表面に接着する方法が好ましい。
The
導電パターン3の厚さは、太陽電池用集電シート1に要求される耐電流の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。導電パターン3の厚さは、特に限定されないが、一例として10〜50μmが挙げられる。
What is necessary is just to set the thickness of the
なお、導電パターン3において導電凸部と非導電凹部の段差は導電パターン3の厚さと等しい値となる。
In the
導電パターン3において、導電凸部の表面における配線幅W1(図5に図示)は0.2から5.0mmであり、前記非導電凹部の底部3aの幅W2(図5に図示)は0.2から5.0mmである。
In the
図2は、太陽電池用集電シート1の一部を模式的に表した正面図であり、図3は従来の一般的な太陽電池用集電シートにおける図2のX−X線に沿った断面図である。図3に示す通り、従来の一般的な太陽電池用集電シートにおいては非導電部40の導電パターン30の厚さ方向にの断面視において非導電部40を構成する非導電凹部の両側壁と樹脂基材2の表面がなす角部30cは直角Pであることが一般的であり、そのような形状に形成されることが望ましいとされてきた。しかし、この角部30cが直角Pであることは、本発明の課題を解決するためには適切な形状ではない。
FIG. 2 is a front view schematically showing a part of the solar cell
図4は本実施形態における太陽電池用集電シート1上の導電パターン3の形状を示した斜視図であり、図5は本実施形態における図2のX−X線に沿った断面図である。図4及び図5に示すように、非導電部4を構成する非導電凹部の表面は、樹脂基材2の表面である底部3aと、導電部との境界面を構成する両側壁部3bとからなり、底部3aと両側壁部3bとが交わる角部3c導電パターン3の厚さ方向の断面視において、90度を超える鈍角Qで構成されている。また、非導電凹部の両側壁部3bは、樹脂基材2の表面側から底部3aに近いほど幅が狭まる逆テーパー状をなしている。本発明の太陽電池用集電シート1においては、このような構成を有することにより、ハンダ加工の際に、ハンダの構成成分である合金成分が導電凸部の平面部3dへ速やかに移行し、一方、ハンダの他の構成成分である樹脂成分は非導電凹部を速やかに埋め尽くす。よって、短絡を防ぐことができる。鈍角Qは光学顕微鏡で測定して好ましくは95度から120度の範囲であればよい。なお、角部3cを鈍角Qとする結果、両側壁部3bは底部3aに近いほど幅が狭まる逆テーパー状をなし、その立ち上がりのテーパー角Rは、(180−Q)度となる。
FIG. 4 is a perspective view showing the shape of the
図6は図2のX−X線に沿った断面図で、本発明の他の一例である。この例においては、導電パターン31の厚さ方向の断面視において、導電パターン31の平面部31dと両側壁部31bとが交わる角部31eは、曲部Sによって構成されている点が図5と異なっており、テーパー角Rは図5と同じである。太陽電池用集電シート1は、このような構成を有することによっても、短絡を効果的に防止することができる。曲部Sは光学顕微鏡で測定して、好ましくは中心Oからの曲率半径rが1.0から5.0μmであればよく、また、なす角sが40度から90度の範囲であればよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. 2, and is another example of the present invention. In this example, in the cross-sectional view of the
図7(a)及び図7(b)は、太陽電池用集電シート1において、上記の短絡を発生させやすい導電パターンの厚さ方向の断面視における断面形状の例である。図7(a)に示す導電パターン32の断面形状の32eの角度は90度であるので、ハンダ加工において、ハンダの合金成分の導電パターン32の平面部32d上への移行が起こりにくい。図6(b)に示す導電パターン33の断面形状の33eの角度は90度未満の鋭角であるため、ハンダ加工において、ハンダの合金成分の導電パターン33の平面部33d上への移行はさらに起こりにくい。よって結果として短絡が発生しやすい形状となっている。
FIG. 7A and FIG. 7B are examples of the cross-sectional shape in the cross-sectional view in the thickness direction of the conductive pattern in which the short circuit is likely to occur in the solar
<太陽電池用集電シートの製造方法>
次に、本発明の太陽電池用集電シート1の製造方法の一実施態様について説明する。なお、以下の説明において、既に説明した内容と重複する部分については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
<Method for producing solar battery collector sheet>
Next, an embodiment of a method for producing the solar cell
本実施態様の太陽電池用集電シート1の製造方法により、上記で説明した太陽電池用集電シート1が製造される。本実施態様の太陽電池用集電シート1の製造方法では、樹脂基材2の表面に、銅からなる導電層が積層された積層シートが使用される。この積層シートに対して、エッチング工程及び剥離工程を施すことにより、太陽電池用集電シート1が作製される。以下、エッチング工程及び剥離工程について説明する。
The solar cell
[エッチング工程]
まず、エッチング工程について説明する。この工程は、所望の導電パターン3の形状にパターニングされたエッチングマスク(図示せず)を積層シートの表面に作製した後でエッチング処理を行うことにより、エッチングマスクに覆われていない箇所における導電層を除去する工程である。
[Etching process]
First, the etching process will be described. In this step, an etching mask (not shown) patterned in the shape of a desired
既に説明したように、この工程で使用される積層シートは、樹脂基材2の表面に銅からなる導電層が形成されたものである。樹脂基材2の表面に銅からなる導電層を形成させる方法については、銅箔を接着剤によって樹脂基材2の表面に接着する方法、樹脂基材2の表面に銅を蒸着させる方法等が例示されるが、コストの面からは、銅箔を接着剤によって樹脂基材2の表面に接着する方法が有利である。中でも、ウレタン系、ポリカーボネート系、エポキシ系等の接着剤を使用したドライラミネート法によって銅箔を樹脂基材2の表面に接着する方法が好ましい。
As already explained, the laminated sheet used in this step is one in which a conductive layer made of copper is formed on the surface of the
この工程では、まず、積層シートの表面(即ち導電層の表面)に所望の導電パターン3の形状にパターニングされた前記エッチングマスク(図示せず)が作製される。エッチングマスクは、後に説明するエッチング工程において、将来導電パターン3となる導電層が浸漬液による腐食を免れるために設けられる。このようなエッチングマスクを形成する方法は特に限定されず、例えば、フォトレジスト又はドライフィルムをフォトマスクを通して感光させた後で現像することにより積層シートの表面にエッチングマスクを形成してもよいし、インクジェットプリンター等の印刷技術により積層シートの表面に前記エッチングマスクを形成してもよい。エッチングマスクは、後に説明する剥離工程において、アルカリ性の剥離液で剥離できることが必要である。このような観点からは、フォトレジスト又はドライフィルムを使用して前記エッチングマスクを作製することが好ましい。
In this step, first, the etching mask (not shown) patterned in the shape of the desired
なお、このとき、通常は作製しようとする導電パターン3の幅Tよりもエッチングマスクの幅を両側にαずつ広くすることで(即ち全幅でT+2α)、垂直に近い立ち上がり角(図5のRに相当)が得られるが、本発明においては、このαを小さくすることで、図5や図6のようなテーパー角Rが得られる。
At this time, normally, the width of the etching mask is made wider by α on both sides than the width T of the
次に、エッチング工程におけるエッチング処理について説明する。この処理は、前記エッチングマスクに覆われていない箇所における前記導電層を前記浸漬液により除去する処理である。この処理を経ることにより、前記導電層のうち、導電パターン3となる箇所以外の部分が除去されるので、樹脂基材2の表面側には、所望とする導電パターン3の形状に前記導電層が残ることになる。なお、これにより、非導電凹部の底部3aを構成する樹脂基材2の表面側には図示しない接着剤層が残っている。
Next, the etching process in an etching process is demonstrated. This process is a process of removing the conductive layer in a portion not covered with the etching mask with the immersion liquid. By passing through this treatment, portions other than the portion to be the
具体的には、前記エッチング工程における浸漬液については、例えばボーメ比重が30から45である塩化第二鉄(FeCl3)を使用することができる。 Specifically, for the immersion liquid in the etching step, for example, ferric chloride (FeCl 3 ) having a Baume specific gravity of 30 to 45 can be used.
このとき、本発明においてはエッチング液比重とエッチング処理時間を変えることで、上記のような特異点を発生しない断面形状を得ることができる。具体的には、通常条件よりボーメ比重を低下させてエッチング処理能力を増加させ、それに見合う分エッチング処理時間を下げる。こうすることで、エッチング量を変えずに、角部の形状を変更して本発明における断面形状を得ることができる。本発明における角部の形状を得るのに好ましいボーメ比重は30から45である。 At this time, in the present invention, by changing the etching solution specific gravity and the etching processing time, it is possible to obtain a cross-sectional shape that does not generate a singular point as described above. Specifically, the Baume specific gravity is decreased from the normal conditions to increase the etching processing capacity, and the etching processing time is reduced by a corresponding amount. By doing so, the cross-sectional shape in the present invention can be obtained by changing the shape of the corner without changing the etching amount. The preferred Baume specific gravity for obtaining the shape of the corner in the present invention is 30 to 45.
[剥離工程]
次に、剥離工程について説明する。この工程は、アルカリ性の剥離液を使用して、前記エッチングマスクを除去する工程である。この工程を経ることにより、前記エッチングマスクが導電パターン3の表面から除去される。剥離工程で使用されるアルカリ性の前記剥離液としては、例えば、苛性ソーダの水溶液が挙げられる。
[Peeling process]
Next, the peeling process will be described. This step is a step of removing the etching mask using an alkaline stripping solution. Through this step, the etching mask is removed from the surface of the
<太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法>
上記のような太陽電池用集電シート1を使用した太陽電池モジュールも本発明の一つである。次に、これらの発明の一実施形態について説明する。
<Solar cell module and manufacturing method of solar cell module>
A solar cell module using the solar cell
本発明の太陽電池モジュールの一実施形態では、太陽電池用集電シート1における導電パターン3の表面と、太陽電池素子の電極51とがハンダ加工によって接合されていることを特徴とする。具体的には、導電パターン3が、太陽電池素子の電極51に対してハンダ加工によって接合される。これにより、太陽電池用集電シート1と太陽電池素子5とが電気的に接合され、太陽電池モジュール内部の電気配線となる。
In one embodiment of the solar cell module of the present invention, the surface of the
[ハンダ加工]
ここで図8(a)及び図8(b)を参照しながら、ハンダ加工について説明する。図8(a)に示すように、ハンダ加工においては、合金成分と絶縁性を有する樹脂成分を含むハンダ6を前記太陽電池素子5の電極51側の略全面に塗布した後に太陽電池用集電シート1と重ね、その後リフローして太陽電池用集電シート1と太陽電池素子5とを加熱接合する。その際に、図8(b)に示すように、ハンダの樹脂成分62を非導電部4に残しつつ、合金成分61を導電パターン3の平面部3d上に移行させて合金成分61と樹脂成分62とを相分離し、ハンダの合金成分61で太陽電池素子の電極51と導電パターン3と接合する。この場合、リフローによって速やかに合金成分61と樹脂成分62とが分離する必要があるが、本発明の太陽電池用集電シート1は、非導電部4を構成する非導電凹部の両側壁が、樹脂基材2の表面側に向けて幅が狭まる逆テーパー状をなしていることにより、合金成分61の導電パターン3の平面部3d上への移行が速やかに起こる。一方、樹脂成分62は非導電部4を構成する非導電凹部内を埋め尽くすように非導電凹部内に貯まることとなる。この樹脂成分62の非導電部4への定着についても、非導電部を構成する非導電凹部の両側壁が、非導電凹部の底部に向けて幅が狭まる逆テーパー状をなしていることにより、速やかに促進される。
[Soldering]
Here, soldering will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b). As shown in FIG. 8 (a), in the soldering process, the
非導電部4を構成する非導電凹部を埋め尽くした樹脂成分62は太陽電池素子と樹脂基材2の間にできる隙間を埋めて太陽電池用集電シート1と太陽電池素子5との接合体を安定させるとともに、絶縁体として効果的に短絡を防止する。
The
太陽電池用集電シート1と太陽電池素子5との接合体は、必要に応じて、透明前面基板(図示せず)、表面側封止材シート(図示せず)、背面側封止材シート(図示せず)、裏面保護シート(図示せず)等を組み合わせることにより、太陽電池モジュールとなる。
The joined body of the solar cell
このような太陽電池モジュールの一例として、太陽電池モジュールの表面側から、透明前面基板(図示せず)、表面側封止材シート(図示せず)、太陽電池素子5と太陽電池用集電シート1との接合体、裏面側封止材シート(図示せず)及び裏面保護シート(図示せず)をこの順で重ねあわせ、真空熱ラミネート加工により一体化したものが挙げられるが、このような構成には限定されず、太陽電池モジュールに要求される性能を考慮して適宜構成すればよい。
As an example of such a solar cell module, from the surface side of the solar cell module, a transparent front substrate (not shown), a surface side sealing material sheet (not shown), the
以上、本発明の太陽電池用集電シート、太陽電池用集電シートの製造方法、太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法について、その実施形態及び実施態様を示して具体的に説明したが、本発明は上記実施形態及び実施態様に限定されるものでなく、本発明の構成の範囲において適宜変更を加えて実施することができる。 As described above, the solar cell current collector sheet, the solar cell current collector sheet manufacturing method, the solar cell module, and the solar cell module manufacturing method have been specifically described with reference to the embodiment and the embodiment thereof. The present invention is not limited to the above embodiments and embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within the scope of the configuration of the present invention.
例えば、上記実施形態及び実施態様では、太陽電池用集電シート1は、太陽電池モジュールにおける内部配線用の太陽電池用集電シートだったが、太陽電池モジュール以外の用途であってもよい。本発明の太陽電池用集電シートは、配線間ピッチが0.5mm以下の高密度配線において、短絡を防止できるので、太陽電池モジュール以外に組み込まれる高密度配線においても好適に使用される。
For example, in the said embodiment and embodiment, although the solar cell current collection sheet |
以下、本発明を比較例及び実施例によりさらに詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to comparative examples and examples. In addition, this invention is not limited to a following example.
<比較例>
まず比較例について説明する。シート状に成型されたポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ100μm)を樹脂基材2とし、その表面に35μmの銅箔が接着剤で積層された積層シートを使用した。この積層シートの表面に、L(ライン)500μm/S(スペース)500μmのエッチングマスクを作製した。
<Comparative example>
First, a comparative example will be described. A laminated sheet in which polyethylene terephthalate (PET, thickness: 100 μm) molded into a sheet was used as the
その後、ボーメ比重40の塩化第2鉄水溶液を浸漬液として、前記エッチングマスクが形成された前記積層シートを浸漬液に1.5分間浸漬し、次いで、純水で洗浄した。これにより、エッチングマスクで被覆されていない箇所の銅箔が除去された。 Thereafter, using the ferric chloride aqueous solution having a Baume specific gravity of 40 as an immersion liquid, the laminated sheet on which the etching mask was formed was immersed in the immersion liquid for 1.5 minutes, and then washed with pure water. Thereby, the copper foil of the location which is not coat | covered with the etching mask was removed.
次に剥離工程として、上記エッチング処理を経た積層シートを、剥離液に、1.5分間浸漬した。次いで、純水で洗浄した。これにより、銅箔からなる導電層からなる導電パターン32が基材の表面に形成された。
Next, as a peeling step, the laminated sheet subjected to the etching treatment was immersed in a peeling solution for 1.5 minutes. Then, it was washed with pure water. Thereby, the
このとき、導電パターン32の厚さ方向の断面形状は、図7(a)に示す形状と略同一の矩形状となった。この状態で図8のような太陽電池用集電シートと太陽電池素子とのハンダ接合体を形成したところ、ハンダ加工において、ハンダの合金成分61の導電パターン32の平面部32d上への移行が不充分であり、結果として短絡が発生した。
At this time, the cross-sectional shape in the thickness direction of the
<実施例>
次に実施例について説明する。エッチング工程において浸漬液として使用する塩化第2鉄水溶液のボーメ比重を30とし、浸漬時間を1.3分とした以外は比較例と同様にした。これにより、銅箔からなる導電層からなる導電パターン3が基材の表面に形成された。このとき、導電パターン3の厚さ方向の断面形状は、図5に示す形状と略同一のテーパー状となった(Q=100度、R=80度)。即ち、ハンダ加工において、ハンダの合金成分61の導電パターン3の平面部3d上への移行が起こりやすく、よって結果として短絡が発生しにくい形状となった。浸漬液のボーメ比重を小さくして銅の溶解速度を上げ、その分エッチングの処理スピードを速くすることで上記の断面形状が得られた。この状態で図8のような太陽電池用集電シートと太陽電池素子とのハンダ接合体を形成したところ、ハンダ加工において、ハンダの合金成分61の導電パターン3の平面部3d上への移行が起こり、短絡は発生しなかった。
<Example>
Next, examples will be described. The ferric chloride aqueous solution used as the immersion liquid in the etching step was the same as the comparative example except that the Baume specific gravity was 30 and the immersion time was 1.3 minutes. Thereby, the
以上の通り、導電パターン3の厚さ方向の断面形状を前記エッチング工程における浸漬液のボーメ比重の条件を適切な値とすることによって制御することができる。そして、そのような制御を行うことにより、複数の導電パターンが短絡してしまうことを防止できる太陽電池用集電シートを製造することができる。
As described above, the cross-sectional shape in the thickness direction of the
なお、導電パターン3の厚さ方向の断面形状を制御する方法は、上記の方法に限られない。前記エッチング工程における他の条件を適宜変更することによっても、前記制御を行うことができる。例えば、前記エッチングマスクを形成する際に前記エッチングマスクで被覆しない部分の幅を調整することによっても、前記断面形状を制御することができる。そのような導電パターン3の厚さ方向の断面形状を制御できる他の方法によっても本発明に係る太陽電池用集電シート1を製造することが可能である。
The method for controlling the cross-sectional shape in the thickness direction of the
1 太陽電池用集電シート
2 樹脂基材
3 導電パターン
4 非導電部
5 太陽電池素子
6 ハンダ
Q 非導電凹部の底部と両側壁とのなす鈍角
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記ハンダを太陽電池素子の電極側の略全面に塗布した後に、該太陽電池素子を、前記太陽電池用集電シートの導電パターンが形成されている側の面と重ね、その後リフローして前記太陽電池用集電シートと前記太陽電池素子とを加熱接合する工程を備え、
前記導電パターンは、複数の導電凸部と、該導電凸部間で前記樹脂基材の表面側を底部とし前記導電凸部の壁面を側壁として共有する非導電凹部と、で構成され、
前記非導電凹部の両側壁が、前記樹脂基材の表面側から広がる逆テーパー状をなしていて、
前記非導電凹部の底部と両側壁とのなす角度が95度から120度の範囲内であり、
前記導電凸部の表面における配線幅が0.2mmから5.0mmであり、前記非導電凹部の底部の幅が0.2mmから5.0mmであり、
前記金属箔の所定厚さが10μmから50μmであり、前記導電凸部と前記非導電凹部との段差が50μm以下であって、
前記ハンダは、ハンダ合金とエポキシ樹脂とを含み、
前記ハンダ合金は、前記加熱接合する工程を行う際に、前記導電凸部上に移動して導電部を形成し、前記エポキシ樹脂は、該加熱接合する工程を行う際に、前記非導電凹部に充填されて絶縁部を形成することを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。 A solder joined body in which a solar cell current collector sheet on which a belt-like conductive pattern made of a metal foil of a predetermined thickness is formed on the surface of a resin base material and a soldered article are joined via solder A method for manufacturing a solar cell module constituting a part of a battery module,
After coating the solder on substantially the entire surface of the electrode side of the solar cell element, the solar cell elements, superimposed on a surface of the side where the conductive pattern of the solar battery current collector sheet is formed, the solar then reflowed to comprising the step of heat-bonding the battery current collector sheet and the solar cell element,
The conductive pattern is composed of a plurality of conductive protrusions, and a non-conductive recess sharing the surface side of the resin base material as a bottom part and a wall surface of the conductive protrusion part as a side wall between the conductive protrusions,
Both side walls of the non-conductive recess have a reverse taper shape extending from the surface side of the resin base material ,
The angle formed between the bottom of the non-conductive recess and both side walls is in the range of 95 to 120 degrees;
The wiring width on the surface of the conductive convex portion is 0.2 mm to 5.0 mm, the width of the bottom portion of the nonconductive concave portion is 0.2 mm to 5.0 mm,
A predetermined thickness of the metal foil is 10 μm to 50 μm, and a step between the conductive convex portion and the non-conductive concave portion is 50 μm or less,
The solder seen contains a solder alloy and an epoxy resin,
The solder alloy moves onto the conductive convex portion when the heat bonding step is performed to form a conductive portion, and the epoxy resin is formed on the non-conductive concave portion when the heat bonding step is performed. A method for manufacturing a solar cell module, comprising filling and forming an insulating portion .
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