JPH06132551A - 光発電素子およびその電極形成法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コストで抵抗損失の少ない電極を形成で
き、また電極接着工程において、押圧に対する金属体の
強度を高めて電極形成面との密着度を向上させる。 【構成】 ポリエチレンフィルム１に塗付された粘着剤
によって銅ワイヤー２を固定し、また銅ワイヤー２の下
部に導電性接着剤３を付着する。そして銅ワイヤー２を
ポリエチレンフィルム１に固定したままアモルフォスシ
リコン太陽電池４の電極形成面５に押圧する。押圧状態
で加熱処理して導電性接着剤３を加熱硬化し、銅ワイヤ
ー２を電極形成面５に固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光発電素子およびその電
極形成法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光発電素子においては従来、その電極
は、真空蒸着法やスパッタリング法によって低抵抗金属
を電極形成面に直接付着形成するか、あるいはスクリー
ン印刷法を用いて導電性樹脂を電極形成面に付着・焼成
することにより形成されている。

【０００３】図５に真空蒸着法を用いた電極形成の一例
を示した。同図において、光発電素子１１１の電極形成
面１１２上に、開孔部を有する金属マスク１１３を設け
る。そして電子銃１１５からの電子ビーム１１６の照射
によって低抵抗金属１１４を加熱して蒸発させ、これを
高真空中で電極形成面１１２に蒸着する。そしてこの真
空蒸着によって、電極形成面１１２に金属薄膜からなる
電極が形成される。

【０００４】また図６にスクリーン印刷法による電極の
形成例を示した。この方法では、導電性樹脂１２２を、
印刷スキージ１２１を用いてスクリーンマスク１２３の
開孔部を通して光発電素子１２４の電極形成面１２５に
付着させ、その後に焼成して電極とするものである。

【０００５】その他、電極の形成法としては、例えば特
開平３−６８６７号公報に記載されている方法（以下
「ワイヤー布線法」という。）がある。このワイヤー布
線法では、図７に示した通り、線状の金属体１３１を用
い、これにエポキシ等の樹脂材料等に銀の球状微粒子等
を分散してなる導電性接着剤１３２を付着させた後に光
発電素子１３３の電極形成面１３４に張る。次いで図８
のように線状の金属体１３１を矢印Ｐのように電極形成
面１３４側に押圧して電極形成面１３４上に接着する。
その後は熱処理等によって導電性接着剤１３２を硬化固
定するという手順が採られる。この場合において、線状
の金属体１３１としてはその径ｔが５０μｍ程度のもの
が使用される。また電極形成面１３４の導電性接着剤１
３２の塗付部分は遮光部Ａとなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の光発電素子において、真空蒸着法やスパッタリング法
によって低抵抗な電極を形成するためには、低抵抗金属
を蒸着やスパッタリング等によって電極形成面に付着形
成する必要がある。このため厚膜形成が困難であるし、
また電極形成に多大なエネルギーが必要であることから
コスト高になるという問題があった。

【０００７】またスクリーン印刷法によって電極形成を
行う場合は、絶縁体であるエポキシ樹脂やポリエステル
樹脂、あるいはポリイミド樹脂中に導体である銀や銅等
の微粒子を分散させた導電性樹脂を電極に用いることか
ら、電極の電気抵抗が大きくなる。よって電力損失を少
なくするために、電極の幅を広くするかあるいは電極の
本数を多くとることが必要になる。そしてこのため、電
極形成面における電極の占有面積が増加し、これに伴い
光発電素子の光入射面積である有効面積が減少して、発
生する光電流が減少するいう問題があった。

【０００８】一方、ワイヤー布線法の場合は、上記のよ
うな問題がないものの、接着工程に難点があった。即
ち、例えば、光発電素子の電極形成面と線状の金属体と
は、これらの間の導電度を確保するためには、電極形成
面に対して精度良く密着させる必要がある。その際に行
われる上記押圧は、線状の金属体には張力として伝達さ
れることになる。ここで、光発電素子の効率は、一般に
は、電極材料の線幅が細いほど良くなる。現在のスクリ
ーン印刷技術では、５０μｍ程度の印刷が可能である。
そして仮に線状の金属体として銅を材料とするものを用
い、またその線幅を５０μｍとすれば、線状の金属体の
引張り強度は０．２３６Ｎ（約２４ｇ）しかない。よっ
て押圧が強くなれば線状の金属体が切断してしまい、こ
のため製造工程自体が停止してしまうという問題があ
る。また、光発電素子の発電単価を引下げるためには電
極形成面を大面積化する必要がある。この場合におい
て、例えば３０ｃｍ角の電極形成面を備えた光発電素子
をワイヤー布線法により作製しようとすると、機器等か
ら生じる振動等の外乱によって線状の金属体を所定の位
置に合せることが困難となるという問題もある。

【０００９】それ故に本発明の目的は、低コストで抵抗
損失の少ない電極を形成することができ、また金属体の
断線を招くことなく金属体を電極形成面に押圧して密着
させることが可能な、光発電素子およびその電極形成法
を提供することにある。

【００１０】

【問題点を解決するための手段】本発明によれば、光発
電素子の電極形成面に、少なくとも１種類以上の金属か
らなる線状の金属体と透明な樹脂からなる複合体を、導
電性接着剤を介して接着固定したことを特徴とする光発
電素子が得られる。

【００１１】また本発明によれば、少なくとも１種類以
上の金属からなる線状の金属体と透明な樹脂からなる複
合体の少なくとも金属露出部の少なくとも一部に、導電
性接着剤を付着させる工程と、前記複合体を光発電要素
の電極形成面上の所定の位置に接着する工程と、前記導
電性接着剤を固化させて、前記金属体を前記所定の位置
に接着固定する工程を含んでなる、ことを特徴とする光
発電素子の電極形成法が得られる。尚、金属体の接着固
定後に複合体から透明な樹脂を取外すようにしても良
い。

【００１２】線状の金属体としては、銅，銀，金，アル
ミニウム，ニッケル，鉄等の金属材料が使用できる。ま
たはこれらとスズ，鉛，インジウム，マンガン，亜鉛等
との合金線を使用することもできる。

【００１３】また樹脂としては、ポリエチレン系，ポリ
イミド系，ポリエステル系，ナイロン系，ビニール系，
アクリル系等のものが使用できる。

【００１４】

【作用】電極形成面に導電性接着剤を介して低抵抗な金
属を含む複合体を直接接着・固定したので、低コストで
抵抗損失の少ない電極が形成できる。また上記のように
光発電素子の電極に引張り強度に富んだ透明性の樹脂と
線状の金属体とからなる複合体を使用することで、光の
入射面積を損うことなく、線状の金属体の引張り強度が
増加し、接着工程における押圧時の断線防止が図れる。

【００１５】

【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。図１に本発明の実施例１を示した。図１（ａ）にお
いて、ポリエチレンフィルム１にはこれに塗付された粘
着剤によって銅ワイヤー２が固定されている。銅ワイヤ
ー２の下部には導電性接着剤３が付着されている。

【００１６】そして上記のように銅ワイヤー２をポリエ
チレンフィルム１に固定したままの状態で、図１（ｂ）
のようにアモルフォスシリコン太陽電池（アモルフォス
フィリコンウエブ）４の電極形成面５に押圧する。そし
てこのように押圧した状態で加熱処理して導電性接着剤
３を加熱硬化して、銅ワイヤー２を電極形成面５に固定
する。

【００１７】尚、上記の粘着剤により銅ワイヤー２に固
定されたポリエチレンフィルム１は、導電性接着剤３の
接着終了後に取除いても良い。

【００１８】次に、図２により本発明の実施例２を説明
する。図２（ａ）において、幅５０μｍ、高さ３０μｍ
の銅ワイヤー２２は、予め加熱された状態でＥＶＡ（エ
チレンビニルアセテート）シート２１に固着される。Ｅ
ＶＡシート２１は、アモルフォスシリコン太陽電池（ア
モルフォスシリコンウエブ）２４の電極形成面２５と太
陽電池モジュールの表皮の間を埋める充填層材である。
上記のように銅ワイヤー２２を予め加熱する方法として
は、銅ワイヤー２２自体を予めヒーター等で加熱する
他、銅ワイヤー２２に電流を流して自らの発熱によって
固着する方法等が挙げられる。またＥＶＡシート２１に
固着された銅ワイヤー２２には、導電性接着剤２４が付
着される。

【００１９】そしてＥＶＡシート２１に固着した銅ワイ
ヤー２２を、ＥＶＡシート２１ごとアモルフォスシリコ
ン太陽電池２４の電極形成面２５に、導電性接着剤２４
を介して押圧しつつ接着・固定する。図２（ｂ）のよう
に、その後に加熱処理することで、ＥＶＡシート２１が
溶けて、銅ワイヤー２２はアモルフォスシリコン太陽電
池２４の電極形成面２５に固着される。

【００２０】ここで、上記加熱処理時において、アモル
フォスシリコン太陽電池２４の電極形成面２５を予め加
熱しておく構成としても良い。この構成とすれば、ＥＶ
Ａシート２１を上方より緩やかに電極形成面２５上に下
ろすことで、銅ワイヤー２２に付着した導電性接着剤２
４から先に加熱することができる。そしてこのため、押
圧時に生じる導電性接着剤の銅ワイヤー２２の下部以外
へのはみ出しを少なくすることができる。

【００２１】更に、図３により本発明の実施例３を説明
する。図３（ａ）において、ＥＶＡ樹脂成形体３１は、
その中心部に、幅１００μｍ、深さ３０μｍに成形加工
された凹型の窪み３５を有している。

【００２２】銅ワイヤー３２は、ＥＶＡ樹脂成形体３１
の窪み３５の中に形成される。即ち銅ワイヤー３２は、
予め１００μｍより細い銅ワイヤーをＥＶＡの窪みに設
置した後、銅メッキを行ってＥＶＡの窪み３５に沿って
成長させたものが使用される。また、窪み３５の中には
ディスペンサー等によって導電性接着剤３３が注入され
て埋め込まれる。

【００２３】そして、以上のように構成される金属体で
ある銅ワイヤー３２と透明な樹脂であるＥＶＡ樹脂成形
体３１とからなる複合体を、予め加熱されたアモルフォ
スシリコン太陽電池（アモルフォスシリコンウエブ）３
４の電極形成面３６に押圧し、次いで徐冷して固着す
る。尚、この際、注入された導電性接着剤３３の注入水
位を図４に示したようにＥＶＡ樹脂成形体３１の窪み３
５の壁よりやや低くすれば、上記押圧時において導電性
接着剤３３がはみでるのを抑制できるという効果があ
る。

【００２４】また実施例３の構成では、ＥＶＡ樹脂成形
体３１と電極形成面との接触面積が図２に示した実施例
２と比べて小さい。このため、ＥＶＡ樹脂成形体３１の
接着時に発生し易い気泡の発生防止が図れる。更に、上
記のＥＮＡ樹脂成形体３１と銅ワイヤー３２との複合体
を図２の実施例２のようにＥＶＡシート上に複数並べる
ことで、量産性向上を図ることもできる。

【００２５】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、光発電素
子の電極形成面に導電性接着剤を介して低抵抗な金属を
含む複合体を直接接着・固定する構成としたので、低コ
ストで抵抗損失の少ない電極を形成することができる。

【００２６】また電極形成体を金属と、透明な樹脂から
なる複合体とすることで、電極接着工程の際に押圧に対
する強度がより高まる。よって、断線等の発生なしに金
属体を電極形成面に押圧でき、金属体と電極形成面との
密着度が向上する。更にこのため、電極形成面に対する
凸凹等の条件が緩やかなものとなり、その形成プロセス
を容易化できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光発電素子の説明図であ
る。

【図２】本発明の実施例２の光発電素子の説明図であ
る。

【図３】本発明の実施例３の光発電素子の説明図であ
る。

【図４】実施例３において

【図５】真空蒸着法により電極を作製する従来例の説明
図である。

【図６】スクリーン印刷法により電極を作製する従来例
の説明図である。

【図７】ワーヤー布線法により電極を作製する従来例の
説明図である。

【図８】ワーヤー布線法により電極を作製する従来例の
断面図である。

【符号の説明】

１ ポリエチレンフィルム ２ 銅ワイヤー ３ 導電性接着剤 ４ アモルフォスシリコン太陽電池 ５ 電極形成面 ２１ ＥＶＡシート ２２ 銅ワイヤー ２３ 導電性接着剤 ２４ アモルフォスシリコン太陽電池 ２５ 電極形成面 ３１ エチレンビニルアセテート ３２ 銅ワイヤー ３３ 導電性接着剤 ３４ アモルフォスシリコン太陽電池 ３５ 窪み ３６ 電極形成面 １１１ 光発電素子 １１２ 電極形成面 １１３ 金属マスク １１４ 低抵抗金属 １１５ 電子銃 １１６ 電子ビーム １２１ 印刷スキージ １２２ 導電性樹脂 １２３ スクリーンマスク １２４ 光発電素子 １２５ 電極形成面 １３１ 金属体 １３２ 導電性接着剤 １３３ 光発電素子 １３４ 電極形成面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光発電素子の電極形成面に、少なくとも
   １種類以上の金属からなる線状の金属体と透明な樹脂か
   らなる複合体を、導電性接着剤を介して接着固定したこ
   とを特徴とする光発電素子。
2. 【請求項２】 少なくとも１種類以上の金属からなる線
   状の金属体と透明な樹脂からなる複合体の少なくとも金
   属露出部の少なくとも一部に、導電性接着剤を付着させ
   る工程と、 前記複合体を光発電要素の電極形成面上の所定の位置に
   接着する工程と、 前記導電性接着剤を固化させて、前記金属体を前記所定
   の位置に接着固定する工程を含んでなる、 ことを特徴とする光発電素子の電極形成法。
3. 【請求項３】 前記金属体の接着固定後に前記複合体か
   ら前記透明な樹脂を取外す、 ことを特徴とする請求項２記載の電極形成法。