KR20120024482A - 도전성 접착 부재 및 태양 전지 모듈 - Google Patents

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히로시 야마자키
야스시 부조지마
노리츠구 다이가쿠
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

도전성 접착 부재는, 일 방향을 따라 연속적으로 노출되는 도체 영역, 및 도체 영역을 따라 노출되는 접착 영역을 구비한다.

Description

도전성 접착 부재 및 태양 전지 모듈{CONDUCTIVE ADHESIVE MEMBER AND SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 도전성 접착 부재 및 태양 전지 모듈, 자세하게는 집전 전극으로서 적합하게 사용되는 도전성 접착 부재 및 그것을 구비하는 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
종래, 각종 전기 기기의 접속 단자 사이의 접속에, 도전성 및 접착성을 함께 갖는 도전성 접착 테이프 등의 도전성 접착 부재가 사용되고 있다.
예컨대, 도전성 이재(裏材) 및 그 표면을 피복하는 접착제층을 갖고, 도전성 이재에 돌기가 형성되는, 도전성을 나타내는 접착성 테이프가 제안되어 있다 (예컨대, 일본 특허공고 소47-51798호 공보 참조).
일본 특허공고 소47-51798호 공보의 접착성 테이프에서는, 돌기의 표면에서의 접착제층이 절연 파괴를 일으키는 두께로 형성되어 있고, 접착제층이 기재에 접착되며, 그리고 기재에 전류가 흐르면, 상기한 접착제층이 절연 파괴를 일으키고, 이것에 의해 기재와 도전성 이재가 접착제층을 통해 도통(導通)한다.
그런데, 최근, 도전성 접착 테이프에는, 더한층 우수한 도전성이 요구되고 있고, 일본 특허공고 소47-51798호 공보의 접착성 테이프에서는, 사용시에 도전성 이재와 기재의 사이에 접착제층이 개재하기 때문에, 도전성이 불충분하다고 하는 문제가 있다.
또한, 도전성 접착 테이프에는, 도전성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 우수한 내구성도 요구된다.
일본 특허공고 소47-51798호 공보
본 발명의 목적은, 도전성 및 내구성이 우수한 도전성 접착 부재 및 태양 전지 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 도전성 접착 부재는, 일 방향을 따라 연속적으로 노출되는 도체 영역, 및 상기 도체 영역을 따라 노출되는 접착 영역을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 본 발명의 도전성 접착 부재에서는, 상기 접착 영역이 상기 도체 영역의 양측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도전성 접착 부재에서는, 상기 도체 영역은 복수의 선조부(線條部)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도전성 접착 부재에서는, 오목부를 구비하는 도체부, 및 상기 오목부에 충전되는 접착부를 구비하고, 상기 접착 영역이 상기 접착부이며, 상기 도체 영역이 상기 접착부로부터 노출되는 상기 도체부인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도전성 접착 부재에서는, 상기 도체 영역은 표면에 형성되는 저융점 금속층을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 도전성 접착 부재는, 태양 전지셀에서 생성하는 캐리어를 집전하는 집전 전극으로서 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 태양 전지 모듈은, 태양 전지셀, 및 상기 태양 전지셀에서 생성하는 캐리어를 집전하는 집전 전극으로서 사용되는 도전성 접착 부재를 구비하며, 상기 도전성 접착 부재는, 일 방향을 따라 연속적으로 노출되는 도체 영역, 및 상기 도체 영역을 따라 노출되는 접착 영역을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명의 도전성 접착 부재에서는, 도체 영역은 노출되어 있기 때문에, 피착체와 확실히 접촉할 수 있고, 더구나 일 방향을 따라 연속적으로 노출되어 있기 때문에, 피착체와의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 접착 영역은, 도체 영역을 따라 노출되어 있기 때문에, 피착체에 접착되는 것에 의해, 도체 영역을 피착체에 확실히 접촉시킬 수 있음과 더불어, 그 접촉 상태를 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.
또한, 접착 영역이 피착체에 접착되면, 도체 영역과 피착체가 직접 접촉되기 때문에, 접착 영역이 도체 영역과 피착체의 사이에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
그 때문에, 도체 영역과 피착체의 우수한 도전성, 및 그 도전성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 우수한 내구성을 확보할 수 있어, 본 발명의 도전성 접착 부재는 도전성 및 내구성이 우수하다.
그리고, 본 발명의 도전성 접착 부재를 집전 전극으로서 이용하는 것에 의해, 태양 전지셀에서 생성하는 캐리어를 확실히 집전할 수 있어, 태양 전지셀 및 도전성 접착 부재를 구비하는 태양 전지 모듈은 발전 효율이 우수하다.
도 1은 본 발명의 도전성 접착 부재의 일 실시형태로서의 도전성 접착 테이프의 사시도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도로서,
(a)는 도체판을 준비하는 공정,
(b)는 저융점 금속층을 형성하는 공정,
(c)는 도체판을 굴곡 가공하는 공정,
(d)는 접착부를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 3은 도 2(c)의 도체판을 굴곡 가공하는 공정을 설명하는 사시도를 나타낸다.
도 4는 도 2(d)의 접착부를 형성하는 공정을 설명하는 사시도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일 실시형태(광전 변환부가 무정형 실리콘계인 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 6은 단자와 집전 전극의 접속 구조(좌측 부분)를 설명하는 확대 사시도를 나타낸다.
도 7은 도 6의 접속 구조의 측단면도를 나타낸다.
도 8은 도 6의 접속 구조의 정단면도를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(저융점 금속층이 형성되지 않는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 구절 형상(꼬불꼬불하게 구부러진 형상)의 단면으로 형성되는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 빗 형상의 단면으로 형성되는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 12는 도 11에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도로서,
(a)는 도체 시트를 준비하는 공정,
(b)는 에칭 레지스트를 형성하는 공정,
(c)는 도체 시트를 하프-에칭하는 공정,
(d)는 접착부를 충전하는 공정을 나타낸다.
도 13은 도 11에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도로서,
(a)는 도체 시트를 준비하는 공정,
(b)는 도금 레지스트를 형성하는 공정,
(c)는 돌출부를 형성하는 공정,
(d)는 접착부를 충전하는 공정을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 타원형 형상 단면의 도선(導線)을 구비하는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 15는 도 14에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도로서,
(a)는 접착부를 형성하는 공정,
(b)는 도선을 준비하는 공정,
(c)는 도선을 접착부에 압입하는 공정을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 직사각형 형상 단면의 도체를 구비하는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 17은 도 16에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도로서,
(a)는 이형 시트 상에 도체 시트를 적층하는 공정,
(b)는 도체 시트에 있어서 접착부에 대응하는 부분을 제거하는 공정,
(c)는 접착부를 형성하는 공정을 나타낸다.
도 18은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(접착부가 도체부의 상측 및 하측에 형성되는 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 태양 전지 모듈의 다른 실시형태(광전 변환부가 결정 실리콘계인 양태)의 사시도를 나타낸다.
도 20은 도 19에서 나타내는 태양 전지 모듈의 평면도를 나타낸다.
도 21은 도 20에서 나타내는 태양 전지 모듈의 확대도로서, A-A선 측단면도를 나타낸다.
도 22는 실시예의 평가(접촉 저항 시험)에 사용되는 시험편과 단자의 접속 상태를 설명하는 사시도를 나타낸다.
도 23은 접촉 저항 시험에 있어서의 저항, 및 도체 영역과 단자의 접촉 면적의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 24는 실시예의 평가(내구 시험)에 사용되는 평가용 샘플의 평면도를 나타낸다.
도 25는 도 24에 나타내는 실시예의 평가용 샘플의 B-B선 정단면도를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 도전성 접착 부재의 일 실시형태로서의 도전성 접착 테이프의 사시도, 도 2는 도 1에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도, 도 3은 도 2(c)의 도체판을 굴곡 가공하는 공정을 설명하는 사시도, 도 4는 도 2(d)의 접착부를 형성하는 공정을 설명하는 사시도를 나타낸다.
한편, 도 2에 있어서, 지면 상하 방향을 상하 방향, 지면 좌우 방향을 좌우 방향, 지면 깊이 방향을 전후 방향으로서 설명하며, 이하의 각 도면의 방향은 도 2에 기재되는 방향에 준거한다.
도 1 및 도 2(d)에 있어서, 이 도전성 접착 테이프(1)는 전후 방향으로 긴 장척 테이프 형상으로 형성되어 있고, 도체부(4) 및 접착부(5)를 구비하고 있다.
도체부(4)는 단면(상하 방향 및 좌우 방향에 따르는 단면)이 대략 S자 파형 형상으로 성형된 하나의 시트(골판(波板))로서 형성되어 있다. 구체적으로는, 도체부(4)는 상측을 향하여 대략 원호상(대략 반원호상)으로 돌출하는 복수의 상부(6), 및 각 상부(6)의 좌우 방향 양단부로부터 하측을 향하여 대략 원호상(대략 반원호상)으로 돌출하는 복수의 하부(7)를 일체적으로 구비하고 있다. 따라서, 상부(6)의 좌우 방향 중앙부는 상부(6)의 최상부에 위치하는 정상부(8)가 되고, 하부(7)의 좌우 방향 중앙부는 하부(7)의 최하부에 위치하는 저부(底部, 9)가 된다.
각 상부(6) 및 각 하부(7)는 좌우 방향을 따라 교대로 설치되어 있다. 또한, 좌우 방향에서의 각 정상부(8) 사이의 도체부(4)가 상방을 향하여 개방되는 오목부로서의 상측 오목부(11)가 되고, 좌우 방향에서의 각 저부(9) 사이의 도체부(4)가 하방을 향하여 개방되는 하측 오목부(12)가 된다.
도체부(4)의 치수는, 정상부(8)의 상면과 저부(9)의 상면 사이의 길이(L1)가 예컨대 10 내지 100㎛, 바람직하게는 20 내지 50㎛이다. 길이(L1)가 상기한 범위를 초과하면, 접착제의 충전량이 많아져 경화 시간이 길게 되는 경우나, 재료의 사용량이 많아져 비용이 높아지는 경우가 있다. 한편, 길이(L1)가 상기한 범위에 미치지 않으면, 접착제의 충전량이 적어져 충분한 접착 강도가 얻어지지 않는 경우가 있다.
좌우 방향에서의 각 정상부(8) 사이의 길이(L2), 즉 정상부(8)의 피치(L2)는, 좌우 방향에서의 각 저부(9) 사이의 길이(L3), 즉 저부(9)의 피치(L3)와 대략 동일하며, 구체적으로는, 예컨대 0.5 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.5 내지 1.0mm이다. 정상부(8)의 피치(L2) 및 저부(9)의 피치(L3)가 상기한 범위를 초과하면, 접착 면적이 감소하여 폭이 넓은 도전성 접착 테이프(1)가 필요하게 되는 경우가 있고, 정상부(8)의 피치(L2) 및 저부(9)의 피치(L3)가 상기한 범위에 미치지 않으면, 높은 정밀도의 가공 기술이 필요하게 되어, 비용이 높아지는 경우가 있다.
도체부(4)의 두께(T1)는 예컨대 10 내지 100㎛, 바람직하게는 20 내지 80㎛, 더 바람직하게는 30 내지 60㎛이다. 도체부(4)의 두께(T1)가 상기한 범위에 미치지 않으면, 충분한 강도를 얻을 수 없는 경우가 있고, 도체부(4)의 두께(T1)가 상기한 범위를 초과하면, 제조 비용이 증대하는 경우가 있다.
또한, 도체부(4)의 표면에는, 저융점 금속층(10)이 형성되어 있다.
저융점 금속층(10)은 도체부(4)의 상면 전체 및 하면 전체에 적층되는 박막으로서 형성되어 있다.
저융점 금속층(10)의 두께(T2)는 예컨대 0.5 내지 30㎛, 바람직하게는 3 내지 20㎛이다.
접착부(5)는 도체부(4) 상에 형성되어 있다. 구체적으로는, 접착부(5)는 상측 오목부(11) 내에 충전되어 있다.
즉, 접착부(5)는 도체부(4)의 정상부(8)의 상면(표면)에 형성되는 저융점 금속층(10)을 노출시키는 한편, 도체부(4)의 정상부(8)를 제외한 부분의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)을 피복하고 있다. 즉, 접착부(5)는 도체부(4)의 정상부(8)를 제외한 부분의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)의 상면에 형성되어 있다.
또한, 접착부(5)의 상면은, 도체부(4)의 정상부(8)의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)의 상면에 대하여, 조금 하측에 위치하도록 형성되어 있다.
그리고, 상기한 형상으로 형성되는 도체부(4)의 정상부(8) 및 그 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)이 도체 영역(2)이 되고, 상기한 형상으로 형성되는 접착부(5)가 접착 영역(3)이 된다.
즉, 도체 영역(2)은 전후 방향(일 방향)을 따라 연속적으로 접착부(5)로부터 노출되어 있다. 또한, 도체 영역(2)은 좌우 방향을 따라 복수 형성되는 정상부(8)에 대응하고, 좌우 방향을 따라 이격하여 배치되는 복수의 선조부(35)를 구비하고 있다.
각 선조부(35)는 전후 방향을 따라 선 형상으로 접착부(5)로부터 노출되는 부분으로서 형성되어 있다. 선조부(35)의 폭(좌우 방향 길이)(W1)은 예컨대 0.2 내지 1.7mm, 바람직하게는 0.2 내지 0.7mm이다.
접착 영역(3)은 도체 영역(2)을 따라 노출되어 있고, 각 선조부(35)의 좌우 방향 양측에 배치되어 있다. 또한, 접착 영역(3)의 폭(W2)은 예컨대 0.3 내지 1.8mm, 바람직하게는 0.3 내지 0.8mm이다.
따라서, 도전성 접착 테이프(1)의 상면은, 좌우 방향에 있어서 접착 영역(3) 및 도체 영역(2)이 교대로 반복되는 패턴으로서 형성되어 있다.
다음으로, 이 도전성 접착 테이프(1)의 제조방법에 대하여 도 2를 참조하여 설명한다.
이 방법은 예컨대 롤-투-롤(roll to roll) 방식에 의해 실시된다.
즉, 먼저, 도 2(a)에 나타낸 바와 같이, 도체판(13)을 준비한다.
도체판(13)은 전후 방향으로 긴 장척상의 시트(테이프)이며, 도체판(13)을 형성하는 도체로서는, 예컨대 구리, 알루미늄, 니켈, 은, 철, 납, 또는 그들의 합금 등을 들 수 있다. 이들 중, 도전성, 비용, 가공성의 관점에서, 구리, 알루미늄을 들 수 있고, 더 바람직하게는 구리를 들 수 있다.
다음으로, 이 방법에서는, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이, 도체판(13)의 상면 및 하면에 저융점 금속층(10)을 형성한다.
저융점 금속층(10)을 형성하는 금속으로서는, 예컨대 주석, 비스무트 및 인듐으로부터 선택되는 적어도 2종의 금속의 합금을 들 수 있고, 바람직하게는 주석-비스무트 합금, 주석-인듐 합금을 들 수 있다.
한편, 주석-비스무트 합금에 있어서의 비스무트 농도는 예컨대 45 내지 70 질량%이며, 주석-인듐 합금에 있어서의 인듐 농도는 예컨대 40 내지 65 질량%이다.
그리고, 상기한 금속의 융점은, 금속이 합금인 경우에는, 합금을 구성하는 각각 금속의 융점보다도 낮게 되며, 구체적으로는 120 내지 150℃이다.
저융점 금속층(10)을 형성하는 방법으로서는, 예컨대 상기한 금속의 도금 또는 스퍼터링, 바람직하게는 도금, 더 바람직하게는 전해 도금을 들 수 있다.
이어서, 이 방법에서는, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 저융점 금속층(10)이 형성된 도체판(13)을 굴곡 가공함으로써 상기한 형상의 도체부(4)를 형성한다.
굴곡 가공으로서는, 예컨대 금형(14)을 이용하는 굴곡 가공을 들 수 있다.
금형(14)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 축이 좌우 방향을 따라 상하 방향으로 인접 배치되고, 상기한 단면(좌우 방향에 따르는 단면)이 대략 S자 파형 형상으로 성형된 2개의 롤 금형(14)(로터리 금형)이며, 각 롤 금형(14)은 상하 방향으로 서로 맞물려 있다. 또한, 롤 금형(14)은 도체판(13)을 반송 방향 하류측(도 3에서의 전측)으로 반송하도록 회전한다.
굴곡 가공에서는, 2개의 롤 금형(14) 사이에, 도체판(13)을 전후 방향을 따라 통과시키면서, 2개의 롤 금형(14)에 의한 협지력(상하 방향으로 끼우는 힘)에 의하여, 도체판(13)을 대략 S자 파형 형상의 단면으로 성형한다.
이어서, 이 방법에서는, 도 2(d)에 나타낸 바와 같이, 접착부(5)를 도체부(4) 상에 형성한다.
접착부(5)를 형성하는 접착 재료로서는, 예컨대 열경화성 접착제, 열가소성 접착제 등의 접착제를 들 수 있다.
열경화성 접착제로서는, 예컨대 에폭시계 접착제, 열경화성 폴리이미드계 접착제, 페놀계 접착제, 요소계 접착제, 멜라민계 접착제, 불포화 폴리에스터계 접착제, 다이알릴프탈레이트계 접착제, 실리콘계 접착제, 열경화성 우레탄계 접착제 등을 들 수 있다.
열가소성 접착제로서는, 예컨대 아크릴계 접착제, 고무계 접착제, 폴리올레핀계 접착제 등을 들 수 있다.
접착제로서, 바람직하게는 열경화성 접착제를 들 수 있고, 더 바람직하게는 에폭시계 접착제를 들 수 있다.
에폭시계 접착제는, 예컨대 에폭시 수지 및 경화제를 적절한 비율로 함유하고 있다.
구체적으로는, 에폭시 수지로서는, 예컨대 비스페놀형 에폭시 수지(예컨대, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 다이머산 변성 비스페놀형 에폭시 수지 등),노볼락형 에폭시 수지(예컨대, 페놀 노보락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 바이페닐형 에폭시 수지 등), 나프탈렌형 에폭시 수지, 플루오렌형 에폭시 수지(예컨대, 비스아릴플루오렌형 에폭시 수지 등), 트라이페닐메테인형 에폭시 수지(예컨대, 트리스하이드록시페닐메테인형 에폭시 수지 등) 등의 방향족계 에폭시 수지, 예컨대 트라이에폭시프로필아이소사이아누레이트(트라이글라이시딜아이소사이아누레이트), 히단토인 에폭시 수지 등의 질소-함유환 에폭시 수지, 예컨대 지방족형 에폭시 수지, 지환족형 에폭시 수지(예컨대, 다이사이클로환형 에폭시 수지 등), 글라이시딜에터형 에폭시 수지, 글라이시딜아민형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
이들 에폭시 수지는 단독 사용 또는 2종 이상 병용할 수 있다.
경화제는 가열에 의해 에폭시 수지를 경화시킬 수 있는 잠재성 경화제(에폭시 수지 경화제)이며, 예컨대 아민 화합물, 산무수물 화합물, 아마이드 화합물, 하이드라지드 화합물, 이미다졸린 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 외에, 페놀 화합물, 요소 화합물, 폴리설파이드 화합물 등도 들 수 있다.
아민 화합물로서는, 예컨대 에틸렌다이아민, 프로필렌다이아민, 다이에틸렌트리아민, 트라이에틸렌테트라민 등의 폴리아민, 또는 이들의 아민 부가물 등, 예컨대 메타페닐렌다이아민, 다이아미노다이페닐메테인, 다이아미노다이페닐설폰 등을 들 수 있다.
산무수물 화합물로서는, 예컨대 무수 프탈산, 무수 말레산, 테트라하이드로프탈산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 4-메틸-헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸나딕산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 도데세닐석신산 무수물, 다이클로로석신산 무수물, 벤조페논테트라카복실산 무수물, 클로렌딕산 무수물 등을 들 수 있다.
아마이드 화합물로서는, 예컨대 다이시안다이아마이드, 폴리아마이드 등을 들 수 있다.
하이드라지드 화합물로서는, 예컨대 아디프산 다이하이드라지드 등을 들 수 있다.
이미다졸린 화합물로서는, 예컨대 메틸이미다졸린, 2-에틸-4-메틸이미다졸린, 에틸이미다졸린, 아이소프로필이미다졸린, 2,4-다이메틸이미다졸린, 페닐이미다졸린, 운데실이미다졸린, 헵타데실이미다졸린, 2-페닐-4-메틸이미다졸린 등을 들 수 있다.
이들 경화제는 단독 사용 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.
또한, 에폭시계 접착제에는, 필요에 따라 예컨대 경화 촉진제 등의 공지된 첨가제를 적절한 비율로 함유시킬 수도 있다.
경화 촉진제로서는, 예컨대 2-페닐이미다졸, 2-메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸 등의 이미다졸 화합물, 예컨대 트라이에틸렌다이아민, 트라이-2,4,6-다이메틸아미노메틸페놀 등의 3급 아민 화합물, 예컨대 트라이페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라-n-뷰틸포스포늄-o, o-다이에틸포스포로다이티오에이트 등의 인 화합물, 예컨대 4급 암모늄염 화합물, 유기 금속염 화합물, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들 경화 촉진제는 단독 사용 또는 2종류 이상 병용할 수 있다.
또한, 접착제로서, 바람직하게는 열가소성 접착제도 들 수 있고, 더 바람직하게는 아크릴계 접착제를 들 수 있다.
아크릴계 접착제는, 예컨대 (메트)아크릴산뷰틸 등의(메트)아크릴산알킬에스터를 주성분으로서 함유하고, 추가로 (메트)아크릴산 등의 반응성 작용기 함유 바이닐 모노머를 필요에 따라 함유하는 바이닐 모노머의 중합체이다.
한편, 상기한 접착제는, 용매에 용해된 용액(바니쉬)으로서 조제할 수도 있다. 용매로서는, 예컨대 아세톤, 메틸에틸케톤 등 케톤류, 예컨대 아세트산에틸 등의 에스터류, 예컨대 N,N-다이메틸폼아마이드, N-메틸-2-피롤리돈 등의 아마이드류 등의 유기 용매, 예컨대 물, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 아이소프로판올 등의 알코올류 등 수계 용매를 들 수 있다. 바람직하게는 유기 용매, 더 바람직하게는 케톤류, 아마이드류를 들 수 있다.
상기한 접착제를 형성하는 방법으로서는, 예컨대 블레이드 코터(blade coater)법, 그라비어 코터법 등의 도포 방법을 들 수 있고, 바람직하게는 블레이드 코터법을 들 수 있다.
블레이드 코터법에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 도포장치(코터)로서, 블레이드(15)를 구비하는 블레이드 코터(41)가 사용된다.
블레이드(15)는, 예컨대 공지된 엘라스토머 수지 등의 수지 재료 등으로 이루어지는 스퀴지이다. 블레이드(15)는 좌우 방향을 따라 설치되고, 하단부가 도체부(4)의 정상부(8)의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)의 상면에 접촉하고, 또한 반송 방향 하류측(후측)으로 반송되는 도체부(4) 및 저융점 금속층(10)에 대하여 상대적으로 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다.
블레이드 코터법에서는, 접착제를 도체부(4) 상에 도포량에 따라 괴상으로 배치하여, 도포류(塗布溜)(16)를 형성한다. 도포류(16)는 저융점 금속층(10)의 상면에 있어서 블레이드(15)의 앞쪽에, 좌우 방향에 걸쳐 형성됨과 아울러, 저융점 금속층(10)의 상면에 두껍게 형성된다.
그 후, 예컨대 블레이드(15)를 도체부(4)의 정상부(8)의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)에 가압하면서, 도체부(4) 및 저융점 금속층(10)에 대하여 반송 방향 상류측으로 상대적으로 슬라이딩시킨다.
자세하게는, 정상부(8)의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)의 상면을 블레이드(15)가 상대적으로 슬라이딩함으로써, 정상부(8)의 상면에 형성되는 저융점 금속층(10)의 상면에 형성되어 있던 도포류(16)가 긁혀(닦여)진다. 이것에 의해, 정상부(8) 상의 저융점 금속층(10)이 노출되어, 도체 영역(2)이 형성된다.
이것과 동시에, 정상부(8)를 제외한 저융점 금속층(10)의 상면에 형성되어 있던 도포류(16)가 상측 오목부(11) 내에 충전됨과 더불어, 그 충전된 도포류(16)의 상측 부분이 긁혀져, 접착부(5)가 형성된다. 자세하게는, 접착부(5)의 상면이 정상부(8)의 상면보다 조금 낮은 높이가 되도록 도포류(16)가 고르게 된다.
그 후, 필요에 따라 건조하여 용제를 증류제거(留去)시킨다.
이어서, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 가열에 의해 접착 재료를 B 스테이지(반경화) 상태로 한다. 가열 온도는 예컨대 30 내지 80℃, 바람직하게는 40 내지 60℃이다.
이것에 의해, 접착부(5)가 형성되어, 접착 영역(3)과 도체 영역(2)을 구비하는 도전성 접착 테이프(1)를 얻는다.
도 5는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일 실시형태(광전 변환부가 무정형 실리콘계인 양태)의 사시도, 도 6은 단자 및 집전 전극(좌측 부분)의 접속 구조를 설명하는 확대 사시도, 도 7은 도 6의 접속 구조의 측단면도, 도 8은 도 6의 접속 구조의 정단면도를 나타낸다. 한편, 도 5 내지 7에 있어서, 보호부(23)는 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)의 상대 배치를 명확히 나타내기 위해, 생략되어 있다.
다음으로, 이 도전성 접착 테이프(1)가 집전 전극(17)으로서 사용되는 본 발명의 태양 전지 모듈의 일 실시형태(광전 변환부가 무정형 실리콘계인 양태)에 대하여, 도 5 내지 8을 참조하여 설명한다.
도 5에 있어서, 이 태양 전지 모듈(18)은 태양 전지셀(19)과 집전 전극(17)을 구비하고 있다. 또한, 태양 전지 모듈(18)은 취출부(21)와 보호부(23)(도 8의 가상선 참조)를 구비하고 있다.
태양 전지셀(19)은 전후 방향으로 복수 병렬 배치되어 있고, 각 태양 전지셀(19)은 좌우 방향으로 긴 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다. 또한, 태양 전지셀(19)은 배선판(53)과 광전 변환부(22)를 구비하고 있다.
배선판(53)은 광전 변환부(22)의 하면에 형성되고, 태양 전지셀(19)의 외형 형상을 하며, 구체적으로는 좌우 방향으로 길게 연장되는 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
광전 변환부(22)는, 배선판(53)의 상면에 있어서, 예컨대 비정질(amorphous) 실리콘계의 태양 전지 소자로 이루어지고, 태양 전지 소자는 좌우 방향으로 복수 병렬 배치되어 있다. 광전 변환부(22)는 태양광을 수광함으로써 캐리어(전자 또는 정공)을 생성한다. 광전 변환부(22)는, 배선판(53)의 좌우 방향 양단부가 노출되도록, 배선판(53)의 좌우 방향 도중(중앙)에 배치되어 있다.
그리고, 광전 변환부(22)로부터 상면이 노출되는 배선판(53)의 좌우 방향 양단부가, 단자(20)가 되어 있다.
집전 전극(17)은 상기한 도전성 접착 테이프(1)로 이루어지고, 전후 방향을 따라 연장되도록, 각 단자(20)를 접속하도록 2개 배치되어 있다. 즉, 한쪽(우측)의 집전 전극(17)은, 각 광전 변환부(22)의 우측 단부에 배치되는 단자(20)를 전기적으로 접속하도록 설치되고, 또한 다른쪽(좌측)의 집전 전극(17)은 각 광전 변환부(22)의 좌측 단부에 배치되는 단자(20)를 전기적으로 접속하도록 설치되어 있다.
도 6 및 도 8에 나타낸 바와 같이, 집전 전극(17)은, 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)이 단자(20)의 상면에 대향 배치되도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)이 하방을 지향하고 있고, 도체 영역(2)이 단자(20)의 상면에 접촉함과 아울러, 접착 영역(3)이 단자(20)의 상면에 접착하고 있다.
도체 영역(2)에서는, 도체부(4)의 정상부(8)가 저융점 금속층(10)을 통해 단자(20)와 접합(금속 접합)되어 있다.
그리고, 집전 전극(17)은, 도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이, 전후 방향으로 병렬하는 복수의 단자(20) 사이에 걸쳐 배치(가설(架設))되어 있다.
보호부(23)는, 도 8의 가상선으로 나타낸 바와 같이, 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)을 보호하기 위해 설치되고, 봉지층(封止層, 24)과 유리판(25)을 구비하고 있다.
봉지층(24)은 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)을 매설(봉지)하고 있다. 즉, 봉지층(24)은 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)의 상측, 하측 및 주위에 형성되어 있다. 봉지층(24)을 형성하는 재료로서는, 예컨대 에틸렌-아세트산바이닐 공중합체(EVA), 폴리바이닐뷰티랄(PVB) 등의 봉지 수지를 들 수 있다. 봉지 수지의 용융 온도는 예컨대 40 내지 70℃이며, 경화(가교) 온도는 예컨대 120 내지 180℃이다.
유리판(25)은 봉지층(24)의 상면 및 하면을 피복하도록 2개 형성되어 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 취출부(21)는 2개의 집전 전극(17)에 배선(26)을 통해 접속되어 있다.
이 태양 전지 모듈(18)를 제조하기 위해서는, 예컨대 복수의 태양 전지셀(19)을 준비함과 함께, 도전성 접착 테이프(1)로 이루어지는 집전 전극(17)을 준비한다.
그리고, 하측의 유리판(25)을 준비하고, 그 위에 봉지층(24)의 하측 부분을 형성하며, 이어서, 그 위에 복수의 태양 전지셀(19)을 배치한다. 이어서, 집전 전극(17)(도 1에 나타내는 도전성 접착 테이프(1))를 상하 반전시킨 후, 집전 전극(17)의 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)을 단자(20)의 상면에 대향 배치하여, 그들을 단자(20)의 상면에 탑재한다.
이어서, 상측 및 주위의 봉지층(24)으로 각 태양 전지셀(19) 및 각 집전 전극(17)을 피복하고, 계속해서 상측의 유리판(25)으로 봉지층(24)의 상면을 피복한다. 이것에 의해 적층체를 제작한다.
그 후, 적층체를 가열한다.
가열 온도는, 예컨대 130 내지 200℃, 바람직하게는 120 내지 160℃이며, 가열 시간은, 예컨대 5 내지 60분간, 바람직하게는 5 내지 40분간이다.
또한, 상기한 가열과 함께, 압착(즉, 가열 압착)할 수도 있다. 압력은, 예컨대 0.5 내지 10MPa, 바람직하게는 1 내지 5MPa이다.
이 가열에 의해 봉지층(24)의 봉지 수지가 용융 및 경화(가교)함으로써 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)을 봉지한다.
또한, 이 가열에 의해, 집전 전극(17)의 도체 영역(2)에 있어서의 저융점 금속층(10)을 형성하는 금속이 용융하고, 이러한 금속을 통해, 도체부(4)의 정상부(8)의 하면과 단자(20)의 상면이 접합됨과 함께, 접착 영역(3)에 있어서, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 열경화성 접착제가 경화(완전 경화)하여, 접착부(5)가 단자(20)의 상면에 접착한다.
이것에 의해, 집전 전극(17)이 단자(20)에 강고히 접착되면서, 집전 전극(17)과 단자(20)가 도통한다.
그 후, 집전 전극(17)과 취출부(21)를 배선(26)을 통해 또는 직접 접속한다.
이것에 의해, 태양 전지 모듈(18)을 얻는다.
이 태양 전지 모듈(18)에서는, 광전 변환부(22)가 태양광을 수광함으로써 캐리어가 생성되고, 생성된 캐리어가 복수의 단자(20)을 통해 2개의 집전 전극(17)에 의해 집전되어, 취출부(21)로부터 전기로서 취출된다.
그리고, 상기한 도전성 접착 테이프(1)에서는, 도체 영역(2)은 노출되어 있기 때문에, 단자(20)와 확실히 접촉할 수 있고, 더구나, 전후 방향을 따라 연속적으로 노출되어 있기 때문에, 단자(20)와의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있다.
또한, 접착 영역(3)은 도체 영역(2)에 따라 노출되어 있기 때문에, 단자(20)에 접착되는 것에 의해, 도체 영역(2)을 단자(20)에 확실히 접촉시킬 수 있음과 더불어, 그 접촉 상태를 장기에 걸쳐 유지할 수 있다.
또한, 접착 영역(3)이 단자(20)에 접착되면, 도체 영역(2)과 단자(20)가 직접 접촉되기 때문에, 접착 재료가 도체 영역(2)과 단자(20)의 사이에 침입하는 것을 방지할 수 있다.
그 때문에, 도체 영역(2)과 단자(20)의 우수한 도전성, 및 그 도전성을 장기에 걸쳐 유지할 수 있는 우수한 내구성을 확보할 수 있고, 도전성 접착 테이프(1)는 도전성 및 내구성이 우수하다.
그리고, 이 도전성 접착 테이프(1)가 집전 전극(17)으로서 사용되면, 태양 전지셀(19)에서 생성하는 캐리어를 확실히 집전할 수 있어, 태양 전지셀(19)과 집전 전극(17)을 구비하는 태양 전지 모듈(18)은 발전 효율이 우수하다.
한편, 상기한 설명에서는, 접착 영역(3)을 도체 영역(2)(선조부(35))의 양측(좌우 방향 양측)에 배치하고 있지만, 예컨대, 도시하지 않지만, 도체 영역(2)(선조부(35))의 한쪽(좌우 방향 한쪽)에 배치할 수 있다.
그 경우에는, 선조부(35)가 하나, 즉 도체부(4)의 상부(6) 및 하부(7)가 각각 하나 설치되고, 접착부(5)가 하나의 상측 오목부(11) 내에 충전된다. 이것에 의해, 접착 영역(3)이 하나의 선조부(35)에 대응하여 형성되는 도체 영역(2)의 한 쪽에 배치된다.
바람직하게는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 접착 영역(3)을 도체 영역(2)의 양측에 배치함과 함께, 선조부(35)를 복수 설치한다.
이것에 의해, 접착 영역(3)과 단자(20)의 접착력을 향상시킬 수 있으면서, 도체 영역(2)과 단자(20)의 접촉 면적을 더한층 충분히 확보할 수 있다.
도 9는 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(저융점 금속층이 형성되지 않는 양태)의 사시도, 도 10은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 구절 형상의 단면으로 형성되는 양태)의 사시도, 도 11은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 빗 형상의 단면으로 형성되는 양태)의 사시도, 도 12 및 도 13은 도 11에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도, 도 14는 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 타원형 형상 단면의 도선을 구비하는 양태)의 사시도, 도 15는 도 14에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도, 도 16은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(도체부가 대략 직사각형 형상 단면의 도체를 구비하는 양태)의 사시도, 도 17은 도 16에 나타내는 도전성 접착 테이프를 제조하는 방법을 설명하기 위한 공정도, 도 18은 본 발명의 도전성 접착 부재의 다른 실시형태로서의 도전성 접착 테이프(접착부가 도체부의 상측 및 하측에 형성되는 양태)의 사시도를 나타낸다.
한편, 도 10 내지 18에 있어서, 저융점 금속층(10)은 도체부(4) 및 접착부(5)의 상대 배치를 명확히 나타내기 위해, 생략되어 있다.
또한, 이후의 각 도면에 있어서, 상기한 각 부분에 대응하는 부재에 관해서는, 동일한 참조 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
상기한 설명에서는, 도체 영역(2)에 있어서, 표면에 저융점 금속층(10)을 형성하고 있지만, 예컨대, 도 9에 나타낸 바와 같이, 표면에 저융점 금속층(10)을 형성함이 없이, 표면에 도체부(4)를 노출시킬 수도 있다.
도 9에 있어서, 도체부(4)의 정상부(8)는 접착부(5)로부터 노출되어 있다. 또한, 정상부(8)를 제외한 도체부(4)의 상면은 접착부(5)에 접촉하고 있다.
그리고, 도체부(4)의 정상부(8)가 도체 영역(2)이 된다.
이 도전성 접착 테이프(1)가 집전 전극(17)으로서 사용되는 태양 전지 모듈(18)을 제조하는 경우에, 적층체의 가열에 의해, 도체 영역(2)이 저융점 금속층(10)을 통해 단자(20)의 상면과 금속 접합함이 없이, 단자(20)의 상면과 접촉(당접)한다.
바람직하게는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 도체 영역(2)에 있어서, 표면에 저융점 금속층(10)을 형성한다.
이것에 의해, 도 8에 나타낸 바와 같이, 저융점 금속층(10)을 형성하는 금속의 용융에 의해, 도체부(4)와 단자(20) 사이가 강고히 접합되기 때문에, 더한층 우수한 도전성 및 내구성을 확보할 수 있다.
또한, 상기한 설명에서는, 도체부(4)를 대략 S자 파형 형상의 단면으로 형성하고 있지만, 예컨대, 도 10에 나타낸 바와 같이, 대략 구절 형상의 단면으로 형성할 수도 있다.
도 10에 있어서, 도체부(4)는, 평탄부(27), 및 평탄부(27)의 좌우 방향 양단부에 연속하여 하측으로 오목하고 상방으로 개방되는 대략 ㄷ자 형상 단면의 ㄷ자부(28)를 구비하고 있다.
ㄷ자부(28)는, 서로 대향하는 2개의 측벽(51)과, 측벽(51)을 연결하는 저벽(底壁)(2)을 일체적으로 구비하고 있다.
ㄷ자부(28)는, 오목부로서의 상측 오목부(11)를 형성함과 더불어, 평탄부(27)와 ㄷ자부(28)의 측벽(51)은 하측 오목부(12)를 형성한다.
접착부(5)는 상측 오목부(11) 내에 충전되어 있다.
이것에 의해, 평탄부(27)의 상면이 노출되어, 평탄부(27)가 도체 영역(2)이 되고, 접착부(5)가 접착 영역(3)이 된다.
또한, 도 11에 나타낸 바와 같이, 도체부(4)를 대략 빗 형상의 단면으로 형성할 수도 있다.
도체부(4)는, 평판부(29) 및 평판부(29)로부터 상측으로 돌출하는 돌출부(40)를 일체적으로 구비한다.
평판부(29)는 좌우 방향에 걸쳐 연속하여 형성되어 있다.
돌출부(40)는, 평판부(29)의 상부로부터 상측을 향하여 대략 직사각형 형상 단면으로 돌출하도록 형성되고, 좌우 방향으로 이격하여 복수 배치되어 있다. 돌출부(40)는 선조부(35)를 형성한다.
또한, 돌출부(40)와 돌출부(40)로부터 노출되는 평판부(29)가 오목부로서의 상측 오목부(11)를 형성한다.
접착부(5)는 상측 오목부(11) 내에 충전되어 있다.
이것에 의해, 돌출부(40)의 상면이 노출되어, 돌출부(40)가 도체 영역(2)이 되고, 접착부(5)가 접착 영역(3)이 된다.
다음으로, 도 11의 도전성 접착 테이프(1)를 제조하는 방법에 대하여, 도 12를 참조하여 설명한다.
이 방법에서는, 먼저, 도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 장척 평판 형상의 도체 시트(39)를 준비한다.
도체 시트(39)는, 상기한 도체판(13)과 마찬가지의 도체로부터 형성되어 있다. 도체 시트(39)의 두께(T3)는 예컨대 12 내지 50㎛, 바람직하게는 25 내지 35㎛이다.
이어서, 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 도체 시트(39)의 상면에 에칭 레지스트(30)를 돌출부(40)와 동일한 패턴으로 형성한다.
이어서, 도 12(c)에 나타낸 바와 같이, 에칭 레지스트(30)로부터 노출되는 도체 시트(39)를, 상측으로부터 두께 방향 도중까지 하프-에칭한다. 이것에 의해, 돌출부(40) 및 평판부(29)가 형성된다.
그 후, 에칭 레지스트(30)를 제거한다.
이어서, 도 12(d)에 나타낸 바와 같이, 상측 오목부(11) 내에 접착부(5)를 충전한다. 접착부(5)를 충전하는 방법으로서는, 상기와 같은 도포방법을 들 수 있다. 한편, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 가열에 의해 접착 재료를 B 스테이지(반경화) 상태로 한다.
이것에 의해, 도 11의 도전성 접착 테이프(1)를 얻는다.
또한, 상기한 방법에서는, 도체 시트(39)의 에칭에 의해 돌출부(40)를 형성하고 있지만, 예컨대, 도 13에 나타낸 바와 같이, 도금 등에 의해 돌출부(40)를 형성할 수도 있다.
즉, 이 방법에서는, 먼저, 도 13(a)에 나타낸 바와 같이, 평판부(29)가 되는 도체 시트(39)를 준비한다. 한편, 도 13(a)에서 나타내는 도체 시트(39)는, 도 12(a)에서 나타내는 도체 시트(39)에 비해, 돌출부(40)에 대응하는 두께 부분만 얇게 형성되어 있으며, 구체적으로는, 그 두께(T4)가 예컨대 1 내지 10㎛, 바람직하게는 2 내지 5㎛이다.
이어서, 도 13(b)에 나타낸 바와 같이, 도금 레지스트(31)를 돌출부(40)의 반전 패턴으로 도체 시트(39)의 상면에 형성한다. 한편, 도금 레지스트(31)는 도체 시트(39)의 하면 전체에도 형성한다.
이어서, 도 13(c)에 나타낸 바와 같이, 예컨대 전해 도금 또는 무전해 도금 등의 도금에 의해, 돌출부(40)를 도체 시트(39) 상에 형성한다.
그 후, 도금 레지스트(31)를 제거한다.
이어서, 도 13(d)에 나타낸 바와 같이, 상측 오목부(11) 내에 접착부(5)를 충전한다. 한편, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 가열에 의해 접착 재료를 B 스테이지(반경화) 상태로 한다.
또한, 상기한 설명에서는, 도체부(4)를 하나의 시트로 형성하고 있지만, 예컨대, 도 14 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 복수의 도선(32)으로 형성할 수도 있다.
도 14에 있어서, 접착부(5)는 전후 방향 및 좌우 방향으로 연장되는 하나의 시트 형상을 이루고, 구체적으로는 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있다.
도체부(4)는 복수의 도선(32)으로 이루어지고, 이러한 도선(32)은 좌우 방향으로 이격하여 병렬 배치되어 있다. 각 도선(32)은 전후 방향을 따라 연장되고, 단면도상에 있어서, 좌우 방향으로 긴 대략 타원형 형상으로 형성되어 있다.
도선(32)의 정상부(8)의 상면은 접착부(5)로부터 노출됨과 더불어, 정상부(8)를 제외한 도선(32)(도선(32)의 두께 방향 중앙부 및 하부(7))의 주면(周面)이 접착부(5)에 피복되어 있다.
그리고, 도선(32)의 정상부(8)가 도체 영역(2)을 형성하고, 접착부(5)가 접착 영역(3)을 형성한다.
다음으로, 상기한 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)을 구비하는 도전성 접착 테이프(1)를 제조하는 방법에 대하여, 도 15를 참조하여 설명한다.
이 방법에서는, 먼저, 도 15(a)에 나타낸 바와 같이, 이형 시트(33)의 상면에 접착부(5)를 형성한다. 접착부(5)는 접착 재료를 도포하는 공지된 도포방법에 의해 형성된다.
이형 시트(33)는, 예컨대 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트) 시트 등의 공지된 수지 시트 등으로 형성되어 있다.
한편, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 가열에 의해 접착 재료를 B 스테이지(반경화) 상태로 한다.
이어서, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이, 복수의 도선(32)을 준비하고, 계속해서, 도 15(b)의 화살표 및 도 15(c)에서 나타낸 바와 같이, 각 도선(32)을 접착부(5)에 압입한다. 도선(32)을, 그 정상부(8)가 노출되고 두께 방향 중앙부 및 하부(7)(저부(9)를 포함하는 하부(7))가 접착부(5) 내에 매설되도록, 압입한다.
이것에 의해, 도 14에 나타내는 도전성 접착 테이프(1)를 얻는다.
또한, 상기한 설명에서는, 도선(32)을 대략 타원형 형상 단면으로 형성하고 있지만, 도선(32)의 단면 형상은 특별히 한정되지 않고, 예컨대 대략 원형 형상 단면으로 형성할 수 있고, 나아가서는, 대략 직사각형 형상 단면(도 16), 삼각형 형상 단면 등의 대략 다각형 단면으로 형성할 수도 있다.
도 16에 있어서, 각 도선(32)은 좌우 방향으로 긴 직사각형 형상 단면으로 형성되어 있고, 좌우 방향에 있어서, 접착부(5)를 분단하도록 상하 방향에 걸쳐 연속하여 형성되어 있다. 즉, 도선(32)은 상하 방향에서 접착부(5)를 관통하도록 형성되어 있다.
접착부(5)는 각 도선(32) 사이에 배치되고, 각 도선(32)의 양측면 전체를 피복하도록 형성되어 있다.
도체부(4)에서는, 도선(32)의 상면 및 하면의 양면이 노출되어 있고, 도선(32)의 상측 및 하측의 양측이 도체 영역(2)이 된다. 또한, 접착부(5)의 상면 및 하면의 양면이 노출되어 있고, 접착부(5)의 상측 및 하측의 양측이 도체 영역(2)이 된다.
한편, 도선(32)의 상면 및 하면은 접착부(5)의 상면 및 하면과 상하 방향에서 대략 하나의 면으로 형성되어 있다.
다음으로, 상기한 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)을 구비하는 도전성 접착 테이프(1)를 제조하는 방법에 대하여, 도 17을 참조하여 설명한다.
이 방법에서는, 먼저, 도 17(a)에 나타낸 바와 같이, 상면에 점착제층(34)이 미리 적층된 이형 시트(33)를 준비하고, 이어서, 이형 시트(33) 상에, 점착제층(34)을 통해 도체 시트(39)를 적층한다. 점착제층(34)은, 예컨대 에폭시계 점착제 또는 아크릴계 점착제 등의 공지된 점착제로 형성되어 있다.
이어서, 도 17(b)에 나타낸 바와 같이, 도체 시트(39)에 있어서, 접착부(5)에 대응하는 부분을 에칭 또는 박리 등에 의해 제거한다. 이것에 의해, 도선(32)으로 이루어지는 도체부(4)가 형성된다.
그 후, 도 17(c)에 나타낸 바와 같이, 도체부(4)로부터 노출되는 점착제층(34)의 상면에 접착부(5)를 형성한다. 한편, 접착 재료가 열경화성 접착제인 경우에는, 가열에 의해 접착 재료를 B 스테이지(반경화) 상태로 한다.
이것에 의해, 도 16에 나타내는 도전성 접착 테이프(1)를 얻는다.
또한, 상기한 도 1의 설명에서는, 접착부(5)를 도체부(4)의 상측에 형성하고 있지만, 예컨대, 도 18에서 나타낸 바와 같이, 도체부(4)의 상측 및 하측의 양측에 형성할 수도 있다.
도 18에 있어서, 접착부(5)는 도체부(4)의 상측 오목부(11) 내 및 오목부로서의 하측 오목부(12) 내의 양쪽에 충전되어 있다.
하측 오목부(12) 내에 충전되는 접착부(5)는, 도체부(4)의 저부(9)의 하면을 노출하도록, 도체부(4)의 저부(9)를 제외한 부분의 하면을 피복하고 있다. 하측 오목부(12) 내에 충전되는 접착부(5)의 하면은 도체부(4)의 저부(9)의 하면에 대하여, 조금 상측에 위치하도록 형성되어 있다.
그리고, 도체부(4)의 정상부(8) 및 저부(9)가 도체 영역(2)이 되고, 상측 오목부(11) 내 및 하측 오목부(12) 내에 충전되는 접착부(5)가 접착 영역(3)이 된다.
도 19는 본 발명의 태양 전지 모듈의 다른 실시형태(광전 변환부가 결정 실리콘계인 양태)의 사시도, 도 20은 도 19에서 나타내는 태양 전지 모듈의 평면도, 도 21은 도 20에서 나타내는 태양 전지 모듈의 확대도로서, A-A선 측단면도를 나타낸다.
한편, 도 19 및 도 20에 있어서, 보호부(23)는 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)의 상대 배치를 명확히 나타내기 위해, 생략되어 있다.
다음으로, 도 18에서 나타내는 도전성 접착 테이프(1)가 집전 전극(17)으로서 사용되는 본 발명의 태양 전지 모듈의 다른 실시형태(광전 변환부가 결정 실리콘계인 양태)에 대하여, 도 19 내지 21을 참조하여 설명한다.
도 19 및 도 20에 있어서, 이 태양 전지 모듈(18)에서는, 태양 전지셀(19)이 전후 방향 및 좌우 방향으로 복수 정렬 배치되어 있다. 각 태양 전지셀(19)은, 평면도상 대략 직사각형 형상으로 형성되어 있고, 광전 변환부(42)와 단자(도시하지 않음)를 구비하고 있다.
광전 변환부(42)는, 예컨대 단결정 또는 다결정의 결정 실리콘계 태양 전지 소자이다. 광전 변환부(42)는 각 태양 전지셀(19)의 거의 전면(단자를 제외한 면)에 형성되는 한편, 광전 변환부(42)의 상면 및 하면에, 2개의 단자(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
상측의 단자는 상면이 노출됨과 아울러, 하측의 단자는 하면이 노출되어 있다.
집전 전극(17)은, 도 18에서 나타내는 도전성 접착 테이프(1)로 이루어지고, 전후 방향을 따라 가늘고 길게 연장되도록, 전후 방향으로 병렬 배치되는 태양 전지셀(19)을 전기적으로 접속하고 있다. 자세하게는, 집전 전극(17)은 전후 방향으로 인접하는 광전 변환부(42)를 접속한다. 한편, 집전 전극(17)은 각 광전 변환부(42)에 대하여, 좌우 방향에서 이격하여 2열 병렬 배치되어 있다.
다음으로, 전후 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(42)를 예시하여, 그들의 집전 전극(17)에 의한 접속 구조에 대하여, 도 21을 참조하여 설명한다.
전후 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(42)는, 전방부(42a), 및 그의 후측에 이격하여 배치되는 후방부(42b)로 이루어진다.
그리고, 집전 전극(17)의 전단부가, 전방부(42a)의 상측에 형성되는 단자에 전기적으로 접속함과 더불어, 집전 전극(17)의 후단부가 후방부(42b)의 하측에 형성되는 단자에 전기적으로 접속한다.
자세하게는, 도 18이 참조되는 바와 같이, 집전 전극(17)의 전단부에서는, 하측의 도체 영역(2)이 전방부(42a)의 상측에 형성되는 단자(도시하지 않음)의 상면에 접촉함과 더불어, 하측의 접착 영역(3)이 상기한 단자(도시하지 않음)의 상면에 접착하고 있다.
한편, 집전 전극(17)의 후단부에서는, 상측의 도체 영역(2)이 후방부(42b)의 하측에 형성되는 단자(도시하지 않음)의 하면에 접촉함과 더불어, 상측의 접착 영역(3)이 상기한 단자(도시하지 않음)의 하면에 접착하고 있다.
즉, 집전 전극(17)에서는, 상측 및 하측의 양측의 도체 영역(2)이 각각 후방부(42b)의 하측 및 전방부(42a)의 상측에 형성되는 단자(도시하지 않음)에 접촉함과 더불어, 상측 및 하측의 양측의 접착 영역(3)이 각각 후방부(42b)의 하측 및 전방부(42a)의 상측에 형성되는 단자(도시하지 않음)에 접착한다.
각 집전 전극(17)은, 서로 인접하는 태양 전지셀(19)의 광전 변환부(42)를 전기적으로 접속함으로써 전후 방향으로 병렬 배치되는 태양 전지셀(19)을 직렬 접속한다.
한편, 도 19 및 도 20에 있어서, 도시하지 않지만, 최전방부의 태양 전지셀(19)을 접속하는 집전 전극(17)은, 취출부(21)(도 5 참조)에 접속됨과 더불어, 태양 전지셀(19) 및 집전 전극(17)은 보호부(23)(도 21의 가상선)에 의해 보호된다.
그리고, 도 18에서 나타내는 도전성 접착 테이프(1)로 이루어지는 집전 전극(17)이면, 광전 변환부(42)로서 결정 실리콘계의 태양 전지 소자를 이용하는 태양 전지셀(19)을 접속할 수도 있다.
한편, 도 16에서 나타내는 도전성 접착 테이프(1)를 집전 전극(17)으로서, 도 21에서 나타내는 태양 전지셀(19)의 접속에 이용할 수도 있다. 그 경우에는, 도 17(d)의 가상선으로 나타내는 바와 같이, 접착부(5) 및 도체부(4)의 하측에 형성되는 이형 시트(39)를 점착제층(34)과 함께 박리한다.
또한, 도 1, 9, 10, 18에서 나타내는 도전성 접착 테이프(1)는, 접착부(5)가 적어도 상측 오목부(11) 내에 충전되어 있다. 그 때문에, 상기한 도전성 접착 테이프(1)에 의해, 이러한 접착부(5)를 상측 오목부(11)에 의해 지지할 수 있다.
그 결과, 상기한 도전성 접착 테이프(1)는, 도 14 및 16에서 나타내고, 접착부(5)가 상측 오목부(11) 내에 충전되지 않으며, 접착부(5)의 상면 및 하면의 양쪽이 노출되는 도전성 접착 테이프(1)에 비해, 기계 강도를 향상시킬 수 있다.
한편, 상기한 설명에서는, 본 발명의 도전성 접착 부재를 도전성 접착 테이프(1)로서 설명하고 있지만, 예컨대 도전성 접착 시트 또는 도전성 접착 필름으로서 이용할 수도 있다.
또한, 상기한 설명에서는, 도전성 접착 테이프(1)를 태양 전지 모듈(18)에 있어서의 집전 전극(17)으로서 이용하고 있지만, 그 용도는 특별히 한정되지 않고, 예컨대 태양 전지 모듈(18)를 제외한 각종 전기 기기의 접속 단자 사이의 접속에 이용할 수도 있다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 조금도 그들로 한정되지 않는다.
한편, 도 22는 실시예의 평가(접촉 저항 시험)에 사용되는 시험편과 단자의 접속 상태를 설명하는 사시도, 도 23은 접촉 저항 시험에 있어서의 저항, 및 도체 영역과 단자의 접촉 면적의 관계를 나타내는 그래프, 도 24는 실시예의 평가(내구 시험)에 사용되는 평가용 샘플의 평면도, 도 25는 도 24에 나타내는 실시예의 평가용 샘플의 B-B선 정단면도를 나타낸다.
(도전성 접착 테이프의 제조)
<실시예 1>
폭(좌우 방향 길이) 250mm, 두께(T1) 35㎛의 장척상의 구리로 이루어지는 도체판을 준비했다(도 2(a) 참조).
이어서, 주석-비스무트 합금(융점 139℃)으로 이루어지는 두께(T2) 10㎛의 저융점 금속층을, 전해 도금에 의해 도체판의 상면 및 하면에 형성했다(도 2(b) 참조).
이어서, 저융점 금속층이 형성된 도체판을, 상기한 롤 금형을 이용하는 굴곡 가공에 의해, S자 파형 형상 단면의 도체부를 성형했다(도 2(c) 및 도 3 참조).
도체부에 있어서, 정상부의 상면과 저부의 상면 사이의 길이(L1)가 35㎛이고, 피치(L2 및 L3)가 1.0mm였다.
그 후, 에폭시 수지(비스페놀 A형 에폭시 수지, 에폭시 당량 600 내지 700 g/eqiv.) 100질량부, 경화제(페놀 화합물) 4질량부, 경화 촉진제(이미다졸 화합물) 1질량부를 함유하는 에폭시계 접착제를, 상기한 엘라스토머 수지로 이루어지는 블레이드(스퀴지)를 이용하는 블레이드 코터법에 의해, 도체부 상에 도포하고, 그 후 건조하며, 계속해서 40 내지 60℃로 가열함으로써 에폭시계 접착제를 B 스테이지 상태(반경화 상태)로 하여, 접착부를 형성했다(도 2(d) 및 도 4 참조).
이것에 의해, 폭 0.6mm(W2)의 접착 영역과, 폭 0.4mm(W1)의 도체 영역을 구비하는 도전성 접착 테이프를 얻었다(도 1 참조).
<비교예 1>
일본 특허공고 소47-51798호 공보의 실시예 2의 기재에 준거하여 도전성 접착 테이프를 제작했다.
즉, 도체판의 가공에 있어서, 평면도상에서 점상의 융기부를 형성한 점, 및 에폭시계 접착제의 도포에 있어서, 금속제 나이프(knife)를 이용하는 나이프 코터법을 이용한 점 이외는, 실시예 1과 같이 처리하여, 도전성 접착 테이프를 수득했다.
수득된 도전성 접착 테이프에서는, 도체부의 융기부의 상면에도 접착부가 형성되어 있고, 도체 영역이 형성되지 않았다.
(평가)
1. 접촉 저항 시험(JIS C2526, 1994년판)
실시예 1 및 비교예 1에서 수득된 도전성 접착 테이프(1)를, 도 22에 나타낸 바와 같이, 길이(전후 방향 길이) 50mm, 폭(좌우 방향 길이) 5mm의 크기로 잘라내어, 시험편(50)을 얻고, 수득된 시험편을 JIS C2526(1994년판, 4단자법)의 접촉 저항 시험에 제공했다.
실시예 1에서는, 먼저, 시험편(50)의 도체 영역(2) 및 접착 영역(3)과 단자(45)를 접촉시키고, 그 후, 150℃, 5분간, 2MPa에서 가열 압착함으로써 시험편(50)과 단자(45)를 접속 및 접착했다.
한편, 비교예 1에서는, 접착 영역과 단자를 접촉시키고, 그 후, 150℃, 5분간, 2MPa에서 가열 압착함으로써 시험편(50)과 단자를 접합했다.
그 결과를 도 23에 나타낸다.
한편, 도 22에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 및 비교예 1의 시험편(50)과 단자(45)의 접촉 면적은 50mm2였다. 또한, 실시예 1의 도체 영역(2)과 단자(45)의 접촉 면적을 도체 영역(2)의 노출 면적으로 보아, 광학 현미경의 화상을 이용하여 산출했다. 그 결과를 도 23에 나타낸다.
한편, 비교예 1에서는, 상기한 가열 압착시에, 접착 영역으로부터 부분적으로 융기부가 도체 영역으로서 노출했다. 이러한 도체 영역과 단자의 접촉 면적을 박리후에 있어서 표면에 노출되는 도체 영역의 면적으로 보아, 광학 현미경의 화상을 이용하여 산출했다. 그 결과를 도 23에 나타낸다.
2. 내구 시험
도 24 및 도 25에 나타낸 바와 같이, 평가용 단자 기판(45)을 준비했다.
단자 기판(45)은, 유리-에폭시 수지로 이루어지는 기판(43), 및 그 위에 소정 패턴으로 형성되는 단자(44)를 구비하고 있다. 단자(44)는 좌우 방향으로 이격하여 4개 설치되어 있고, 각 단자(44)(제 1 단자(46), 제 2 단자(47), 제 3 단자(48) 및 제 4 단자(49))는 전후 방향으로 연장되어 있다. 한편, 제 1 단자(46), 제 2 단자(47), 제 3 단자(48) 및 제 4 단자(49)는 우측으로부터 좌측을 향하여 순차적으로 배치된다.
그리고, 각 단자(44)의 전단부와, 상기한 「1. 접촉 저항 시험」에서 제작한 실시예 1 및 비교예 1의 시험편(50)을 접속했다. 한편, 접속은 상기한 「1. 접촉 저항 시험」과 같은 조건으로 실시했다.
또한, 제 2 단자(47) 및 제 4 단자(49)의 후단부와 정전류 전원(36)를 배선(37)을 통해 접속함과 더불어, 제 1 단자(46) 및 제 2 단자(47)의 후단부를 전위계(38)에 배선(37)을 통해 접속함으로써 전기 회로를 형성했다.
이것에 의해, 평가용 샘플을 제작했다.
계속해서, 표 1에 기재된 내구 조건(1 내지 4)으로써, 2A의 전류를 전기 회로에 흘려, 평가용 샘플에 대하여 내구 시험을 실시했다.
번호
 내구 조건
온도(습도) 시간(사이클수)
1 85 ~ 90℃ 1000시간
2 -40℃ 1000시간
3 85℃, 85%RH 1000시간
4 -40℃ ⇔ 85℃*1 200사이클
*1: -40℃ 및 85℃를 왕복시키는 열 사이클 시험
그 결과, 실시예 1에서는, 1 내지 4의 어느 내구 조건에 있어서도 저항이 증대하지 않는 것을 확인했다.
한편, 비교예 1에서는, 1 내지 4의 어느 내구 조건에 있어서 저항이 증대하는 것을 확인했다.
한편, 상기 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석되어서는 안된다. 당해 기술분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는 후기의 특허청구범위에 포함되는 것이다.

Claims (7)

  1. 일 방향을 따라 연속적으로 노출되는 도체 영역, 및
    상기 도체 영역을 따라 노출되는 접착 영역
    을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 접착 영역이 상기 도체 영역의 양측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 영역은 복수의 선조부(線條部)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  4. 제 1 항에 있어서,
    오목부를 구비하는 도체부, 및
    상기 오목부에 충전되는 접착부를 구비하고,
    상기 접착 영역이 상기 접착부이며,
    상기 도체 영역이 상기 접착부로부터 노출되는 상기 도체부인 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도체 영역은 표면에 형성되는 저융점 금속층을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  6. 제 1 항에 있어서,
    태양 전지셀에서 생성하는 캐리어를 집전하는 집전 전극으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 도전성 접착 부재.
  7. 태양 전지셀, 및
    상기 태양 전지셀에서 생성하는 캐리어를 집전하는 집전 전극으로서 사용되는 도전성 접착 부재를 구비하고,
    상기 도전성 접착 부재는, 일 방향을 따라 연속적으로 노출되는 도체 영역, 및 상기 도체 영역을 따라 노출되는 접착 영역을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양 전지 모듈.
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