KR20140016392A - 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재 및 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법 - Google Patents

태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재 및 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

태양 전지 소자에 악영향을 미칠 가능성이 있는 유기계의 방청제를 사용하지 않고, 양호한 방청성 및 땜납 가공성을 구비한 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재 및 그것을 사용한 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법을 제공한다. 구리박(310) 표면에 아연을 포함해서 이루어지는 아연층(320)이 형성된 도전성 기재(30)이며, 아연층(320)은 크롬을 함유하지 않고, 아연의 양이 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하인 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재를 사용한다.

Description

태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재 및 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법{CONDUCTIVE BASE FOR FORMING WIRING PATTERN OF COLLECTOR SHEET FOR SOLAR CELLS, AND METHOD FOR PRODUCING COLLECTOR SHEET FOR SOLAR CELLS}
본 발명은 태양 전지 모듈의 내부에 있어서 배선으로서 사용되는 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재 및 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 환경 문제에 대한 의식의 고조로부터, 깨끗한 에너지원으로서의 태양 전지가 주목받고 있다. 일반적으로, 태양 전지를 구성하는 태양 전지 모듈은, 수광면측으로부터, 투명 전면 기판, 표면측 밀봉재 시트, 태양 전지 소자, 이면측 밀봉재 시트 및 이면 보호 시트가 순서대로 적층된 구성이며, 태양광이 상기 태양 전지 소자에 입사함으로써 발전하는 기능을 갖고 있다.
태양 전지 모듈의 내부에서 발전을 행하는 태양 전지 소자는, 통상 태양 전지 모듈의 내부에 복수매 설치되고, 이들이 직병렬 접속됨으로써 필요한 전압 및 전류가 얻어지도록 구성되어 있다. 복수의 태양 전지 소자를 태양 전지 모듈의 내부에서 배선하기 위해서, 예를 들어 배선 패턴이 되는 금속박을 기재인 수지 시트 표면에 적층시킨 태양 전지용 집전 시트가 사용된다(특허문헌 1 참조). 그리고, 금속박을 포함해서 이루어지는 배선 패턴과, 태양 전지 소자의 출력 전극은 땜납 가공에 의해 전기적으로 접합된다.
태양 전지용 집전 시트의 기재인 수지 시트 표면에 배선 패턴을 설치하기 위해서는, 예를 들어 프린트 배선 기판과 마찬가지로, 우선 기재 표면의 전체면에 금속박 등을 포함해서 이루어지는 도전성 기재를 적층시키고, 그 후 이 도전성 기재를 포토리소그래피법에 의해 원하는 배선 패턴으로 되도록 에칭 가공하면 된다.
그런데, 상기 도전성 기재로서 일반적으로 사용되는 구리박 표면은, 매우 산화되기 쉽다. 그리고, 산화된 구리박 표면은, 땜납에 대한 습윤성이 현저하게 떨어진다. 그로 인해, 배선 패턴으로 되는 구리박 표면에는, 방청 가공이 필요하다.
이러한 점에서, 프린트 배선 기판에서는, 배선 패턴으로 되는 구리박 표면에 방청 도막을 도포하는 방법(특허문헌 2 참조), 구리와 착체 구조를 형성한 피막을 배선 패턴 표면에 형성시키는 방법(특허문헌 3 참조) 등과 같이, 배선 패턴으로 되는 도전성 기재 표면에 유기계의 방청제에 의한 방청 처리가 행해지고 있다. 이러한 방청 처리가 실시된 프린트 배선 기판은, 배선 패턴 표면의 산화가 억제되기 때문에, 땜납에 대한 양호한 습윤성이 유지되어, 땜납 가공에 의한 전자 부품의 프린트 배선 기판에의 확실한 장착이라고 하는 관점에서는 바람직한 것이다.
그러나, 태양 전지용 집전 시트는, 수십 년의 장기간에 걸쳐서 태양광에 폭로되면서 태양 전지 소자에 접합한 상태에서 사용된다. 이로 인해, 프린트 배선 기판과 같이 유기계의 방청제를 사용한 방청 처리가 실시되면, 장기간에 걸친 사용 도중에, 유기계의 방청제가, 그 자신 또는 그것이 분해해서 생성한 화합물에 의해 태양 전지 소자에 악영향을 미쳐서, 태양 전지 모듈의 성능 열화의 원인이 될 수 있다.
태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴을 형성하는 도전성 기재에는, 유기계의 방청제를 사용하지 않는 방청 처리가 필요하다. 그러한 방청 처리로서, 크롬 및 아연을 포함하는 도금에 의해 구리박 위에 방청층을 형성하는 처리가 행해지고 있다(특허문헌 4 참조).
혹은, 니켈 함유량의 비율을 50% 이상으로 한정한 니켈-아연 합금을 포함해서 이루어지는 표면 처리층을 표면에 형성함으로써, 무크롬이면서, 방청성을 갖는 구리박도 제안되고 있다(특허문헌 5 참조).
일본 특허 공개 제2007-081237호 공보 일본 특허 공개 평9-326549호 공보 일본 특허 공개 평6-006018호 공보 일본 특허 공개 제2000-178787호 공보 일본 특허 공개 제2010-202891호 공보
그러나, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴을 형성하는 도전성 기재로서, 특허문헌 4에 기재된 구리박, 즉 크롬 등을 포함하는 도금에 의해 표면에 방청 보호층을 형성한 구리박을 사용한 경우에는, 구리박의 산화에 의한 땜납에 대한 습윤성의 열화를 방지할 수 있는 한편으로, 방청 보호층을 형성하는 조성물, 그 중에서도, 특히 크롬이 배선 패턴의 땜납에 대한 습윤성에 대하여 악영향을 미쳐서, 태양 전지 소자의 전극과 태양 전지용 집전 시트의 땜납에 의한 접합의 확실성이 저하한다는 문제가 있다.
또한, 특허문헌 5에 기재된 구리박은, 니켈이, 일반적으로 땜납 가공 적성, 즉 땜납에 대한 습윤성에 악영향을 미치는 점에 대해서는, 아무런 고려도 되어 있지 않은 것이며, 또, 무크롬으로 하기 위해서, 높은 배분비 이상의 니켈을 필수로 하는 만큼, 고비용이다.
이와 같이, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 사용하는 구리박을 포함해서 이루어지는 도전성 기재에는, 방청을 목적으로 한 표면 처리로서 여러 가지 처리가 실시되어 있지만, 그들은 모두, 한편으로는, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 요구되는 땜납 가공 적성에 대해서는 바람직하지 않은 영향을 미치는 것이다. 도전성 기재로서의 방청성과 배선 패턴으로 되었을 때의 땜납 가공 적성을 높은 레벨로 양립할 수 있는 도전성 기재가 요구되었지만, 그러한 도전성 기재는 아직 존재하지 않는다. 따라서, 땜납 가공 적성에는, 개선의 여지를 남기면서, 비교적 저비용으로 입수 가능한 범용품으로서, 크롬 등을 포함하는 도금에 의한 표면 처리층을 형성한 구리박을 포함해서 이루어지는 도전성 기재가, 널리 사용되고 있는 것이 현 상황이었다.
본 발명은, 이상과 같은 상황을 감안하여 이루어진 것이며, 유기계의 방청제를 사용하지 않고 양호한 방청성 및 땜납 가공성을 구비한 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴을 형성하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 구리박 표면에, 방청제로서 일반적으로 필수로 되어 있는 크롬을 사용하지 않고, 소정의 부착량의 아연을 포함해서 이루어지는 보호막을 형성한 도전성 기재를 배선 패턴 형성용으로서 사용함으로써, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 있어서, 양호한 방청성과 땜납 가공성을 양립할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 이하의 것을 제공한다.
(1) 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 사용하는 도전성 기재로서, 두께 10㎛ 내지 35㎛의 구리박의 적어도 한쪽 면에, 부착량으로서 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하의 아연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기재.
(2) 상기 구리박이 전해 제박으로 형성되어 있고, 상기 구리박의 광택면에 상기 아연층이 형성되어 있는 (1)에 기재된 도전성 기재.
(3) 상기 아연층 위에는 하나 또는 복수의 기능 강화층이 더 형성되어 있고, 상기 기능 강화층 중 어느 층에도 크롬을 함유하지 않는 (1) 또는 (2)에 기재된 도전성 기재.
(4) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 도전성 기재를 수지 기재와 적층해서 적층체를 얻는 적층 공정과, 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크를 상기 적층체의 표면에 형성한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 상기 에칭 마스크에 덮여 있지 않은 부분의 상기 도전성 기재를 제거하는 에칭 공정과, 상기 에칭 공정 후에, 알칼리성 박리액을 사용해서 상기 에칭 마스크를 제거하는 박리 공정을 구비하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서, 상기 박리 공정에 있어서, 상기 에칭 마스크를 박리함과 함께, 상기 아연층 표면의 일부를 상기 알칼리성 박리액으로 제거함으로써, 상기 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 방청 보호층을 상기 배선 패턴의 표면에 형성시키는 것을 특징으로 하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(5) 구리박 표면 위에 제1 방청 보호층이 형성되어 있는 도전성 기재와 수지 기재를 적층해서 적층체를 얻는 적층 공정과,
원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크를 상기 적층체의 표면에 제작한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 상기 에칭 마스크에 덮여 있지 않은 부분의 상기 도전성 기재를 제거하는 에칭 공정과,
상기 구리박 표면 위로부터 상기 제1 방청 보호층을 제거하는 제1 방청 보호층 제거 공정과,
상기 제1 방청 보호층 제거 공정 후에, 상기 구리박 위에 제2 방청 보호층을 형성하는 제2 방청 보호층 형성 공정을 구비하고,
상기 제1 방청 보호층은 적어도 아연 또는 주석, 이외의 방청제를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 방청 보호층은 아연을 포함하여 이루어지는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(6) 상기 제1 방청 보호층 제거 공정과 상기 제2 방청 보호층 형성 공정이 동일 생산 설비 내에서 연속적으로 행해지는 (5)에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(7) 상기 제1 방청 보호층 제거 공정이 산성의 세정제를 사용한 화학 연마에 의해 제1 방청 보호층을 제거하는 공정인 (5) 또는 (6)에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(8) 상기 제2 방청 보호층 형성 공정에서 형성되는 상기 제2 방청 보호층이 아연을 포함하여 이루어지는 층이며, 상기 구리박 표면 위로의 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 (5) 내지 (7) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(9) 상기 제1 방청 보호층이 크롬 및 아연을 포함하는 층인 (5) 내지 (8) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
(10) 태양 전지 모듈의 제조 방법으로서, (4) 내지 (9) 중 어느 하나에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 의해 태양 전지용 집전 시트를 제조하는 태양 전지용 집전 시트 제조 공정과, 상기 태양 전지용 집전 시트 제조 공정에서 제조된 상기 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 표면에, 태양 전지 소자의 전극을 땜납 가공에 의해 접합하는 땜납 접합 공정과, 상기 땜납 접합 공정에서 접합된 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트를 포함하여 이루어지는 접합체와 태양 전지 모듈을 구성하는 그 외의 부재를 적층해서 일체화하는 모듈 일체화 공정을 구비하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 태양 전지 소자에 악영향을 미칠 가능성이 있는 유기계의 방청제를 사용하지 않고, 양호한 방청성 및 땜납 가공성을 구비한 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재가 제공된다.
도 1은 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재를 사용한 태양 전지용 집전 시트를 도시하는 모식도이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A선에 있어서의 종단면도.
도 2는 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재의 층 구성을 도시하는 모식도.
도 3의 (a) 내지 (d)는, 본 발명의 배선 시트의 제조 방법의 제1 실시 양태에 의해 배선 패턴이 형성되는 모습을 순차 도시하는 모식도.
도 4는 본 발명의 배선 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태에 있어서, 사용할 수 있는 제2 도전성 기재의 층 구성을 도시하는 모식도.
도 5의 (a) 내지 (f)는 본 발명의 배선 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태에 의해 배선 패턴이 형성되는 모습을 순차 도시하는 모식도.
도 6은 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 의해 제조되는 태양 전지용 집전 시트가 태양 전지 소자에 접합되어 있는 모습을 모식적으로 도시하는 사시도.
도 7은 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조되는 태양 전지 모듈의 층 구성을 도시하는 모식도.
도 8은 실시예 2에 있어서의 표면 아연량과 땜납 고조 높이의 관계를 나타내는 도표.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 우선 처음에, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재(이하, 간단히 「도전성 기재」라고도 함)를 사용해서 제조할 수 있는 태양 전지용 집전 시트(이하, 간단히 「태양 전지용 집전 시트」라고도 함)에 대해 설명하고, 이어서, 본 발명의 도전성 기재에 대해서 설명한다. 이하, 본 발명에 따른 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법 및 본 발명에 따른 태양 전지용 집전 시트를 사용한 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대해서 순차 설명한다.
<태양 전지용 집전 시트>
도 1은 태양 전지용 집전 시트의 모식도이며, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A선에 있어서의 종단면도이다.
태양 전지용 집전 시트(1)는 수지 기재(2) 표면에 배선 패턴(3)이 형성된 것이다. 태양 전지용 집전 시트(1)는 배선 패턴(3)과, 태양 전지 소자의 출력 전극을 땜납 가공에 의해 전기적으로 접합함으로써, 태양 전지 모듈의 내부에서, 복수의 태양 전지 소자 간의 전기 배선을 형성해서 태양 전지 소자로부터의 집전을 행하는 것이다.
수지 기재(2)는 시트 형상으로 성형된 수지이다. 여기서, 시트 형상이란 필름 형상을 포함하는 개념이며, 본 발명에 있어서 양자에 차이는 없다. 수지 기재(2)를 구성하는 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 환상 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체, 폴리염화비닐계 수지, 불소계 수지, 폴리(메트)아크릴계 수지, 폴리카르보네이트계 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르계 수지, 각종 나일론 등의 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리아릴프탈레이트계 수지, 실리콘계 수지, 폴리술폰계 수지, 폴리페닐렌술피드계 수지, 폴리에테르술폰계 수지, 폴리우레탄계 수지, 아세탈계 수지, 셀룰로오스계 등이 예시된다. 이들 중에서도, 땜납 가공에 있어서의 양호한 내열성을 태양 전지용 집전 시트(1)에 부여할 수 있다는 관점에서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아미드이미드계 수지, 폴리이미드계 수지 등이 바람직하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등이 가장 바람직하다. 또, 수지 기재(2)는 단층 시트에 한하지 않고, 상기 수지 중 복수의 다른 수지를 포함해서 이루어지는 시트를 적층하여 이루어지는 복층의 수지여도 상관없다. 수지 기재(2)의 두께는, 태양 전지용 집전 시트(1)에 요구되는 강도나 얇기 등에 따라서 적절히 설정하면 된다. 수지 기재(2)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 20 내지 250㎛를 들 수 있다.
배선 패턴(3)은 원하는 배선 형상(배선 패턴)으로 되도록 태양 전지용 집전 시트(1) 표면에 형성된 전기 배선이다. 도 1의 (b)에 도시한 바와 같이, 배선 패턴(3)은 적어도 구리박을 포함해서 이루어지는 도전층(31)과 방청 보호층(32)을 구비한다. 또, 배선 패턴(3)은 도전층(31)과 수지 기재(2) 사이에, 배면 방청 보호층(33)을 더 구비하는 것이어도 된다.
도전층(31)은 배선 패턴(3)에 도전성을 부여하기 위한 구리박을 포함해서 이루어지는 층이다. 도전층의 두께는, 태양 전지용 집전 시트(1)에 요구되는 내전류의 크기 등에 따라서 적절히 설정하면 된다. 도전층의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 10 내지 35㎛를 들 수 있다.
방청 보호층(32), 배면 방청 보호층(33)은, 모두 구리박을 포함해서 이루어지는 도전층(31) 표면이 산화하는 것을 억제하기 위해서 구리박 표면에 형성되는 아연을 포함해서 이루어지는 박막층이다.
<태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용 도전성 기재>
이어서, 도전성 기재(30)에 대해서, 도 2를 참조하면서 설명한다. 도 2는 본 발명의 도전성 기재(30)의 층 구성을 도시하는 모식도이다.
도전성 기재(30)는 구리박(310) 중 적어도 한쪽 면에 아연층(320)이 형성되어 이루어지는 도전성의 박막이며, 상세히 후술하는 제조 방법에 의해, 태양 전지용 집전 시트(1)를 제조할 때, 배선 패턴(3)을 구성하는 기재로서 적절하게 사용할 수 있는 것이다. 도전성 기재(30)에 있어서 아연층(320)이 형성되어 있지 않은 구리박(310)의 다른 쪽 면에 대해서는, 특히 층 구성 등은 한정되지 않지만, 적어도 어떠한 방청 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하고, 본 실시예의 도전성 기재(30)에 있어서는, 아연을 포함해서 이루어지는 배면 아연층(330)이 형성되어 있다.
구리박(310)은 도전성 기재(30)가 태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서 배선 패턴(3)으로 되었을 때 배선 패턴(3)의 도통부로 된다. 배선 패턴(3)에는 높은 도전성 및 성형 시의 가공 적성도 요구되지만, 구리박(310)은 그들 조건을 충분히 만족하는 것이다.
구리박(310)의 두께는, 태양 전지용 집전 시트(1)에 요구되는 내전류의 크기 등에 따라서 적절히 설정하면 된다. 구리박(310)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 일례로서 10 내지 35㎛를 들 수 있다.
구리박(310)은 전해식 및 압연식의 방법을 포함하는 종래 주지의 제조 방법에 의해 제박할 수 있다. 제조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 바람직한 일례로서 전해식 제박 방법을 들 수 있다. 전해식 제박 방법은, 전해욕에 부분적으로 침지된 회전 드럼 양극에 그것에 간격을 두고 대면하는 원호 형상 음극을 구비하고, 사이에 전해액을 유통시키는 전해 설비에 있어서, 회전 드럼에 구리를 전착시켜, 최종적으로 소정 두께의 구리박을 드럼으로부터 박리함으로써 구리박을 제박하는 제조 방법이다. 이 방법으로 제조된 구리박은, 제박 시에 회전 드럼측에 밀착해 있던 측의 면이 표면의 거칠기가 아주 작은 광택면으로 되고, 반대측 면이 비교적 표면의 거칠기가 큰 조화면으로 된다.
도전성 기재(30)를 구성하는 구리박(310)으로서, 상기와 같이 광택면과 조화면을 구비하는 구리박을 특히 바람직하게 사용할 수 있다. 광택면과 조화면을 구비하는 구리박을 구리박(310)으로 할 때는, 광택면측에 이하에 상세하게 설명하는 아연층(320)을 형성함으로써, 특히 땜납 가공 적성이 우수한 도전성 기재(30)를 제조할 수 있다.
아연층(320)은 구리박(310) 표면이 산화하는 것을 억제하기 위해서 구리박(310)의 한쪽 면, 바람직하게는 광택면에 박막 형성된 아연을 포함해서 이루어지는 층이다. 여기서, 도전성 기재(30)에 있어서 아연층(320)이 형성되는 측의 면은, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)으로서 사용될 때, 배선 패턴(3)이 태양 전지 소자의 전극과 접합하는 측의 면으로 된다. 그로 인해, 아연층(320)이 형성되는 측의 면에는, 방청성에 더하여 땜납 가공성이 요구된다. 종래, 구리박 표면에 유기계의 방청제를 사용하지 않는 방청 처리를 실시하는 경우에는, 아연층에 더하여 크롬층을 형성하는 것이 필수로 되어 왔지만, 본 발명의 도전성 기재(30)는 태양 전지 소자의 전극과 접합하는 측의 면에 일정한 부착량에 한정한 아연층을 형성함으로써 태양 전지용 집전 시트 용도에 있어서의 필요한 방청성을 확보하면서, 또한, 적어도 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴으로서의 사용 시에는, 이 면을 무크롬으로 함으로써 땜납 가공 적성을 향상시키고 있는 점에 특징이 있다.
구리박(310) 표면에 아연층(320)을 형성시키기 위한 방법은 특별히 한정되지 않고, 아연 도금, 아연의 스퍼터나 증착에 의해 형성할 수 있다. 그 중에서도, 종래 공지된 전해 도금 방법을 바람직하게 사용할 수 있다. 도금액은 아연 이외에도, 필요에 따라, 착화제 또는 암모니아수 등을 함유하고 있어도 된다. 도금 조건으로서는, 도금액의 온도를 15℃ 내지 50℃의 범위로 하는 것이 바람직하다.
여기서, 도전성 기재(30)의 아연층(320)은, 상세히 후술하는 바와 같이, 에칭 처리 공정 후의 에칭 마스크를 제거하는 박리 공정 시에, 배선 패턴(3) 위에 남은 방청 보호층(32a) 표면의 일부가 삭제되고, 최종적으로는, 배선 패턴(3)에 있어서, 원래의 아연층(320)보다도 얇은 방청 보호층(32b)으로 된다(도 3 참조). 도전성 기재(30)는 태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서 배선 패턴(3)으로 되었을 때, 방청 보호층(32;32b)에 있어서의 아연의 부착량이 이하에 설명하는 적절한 양으로 되도록, 미리 아연층(320)에 있어서의 아연 부착량을 적절한 범위로 조정해 둠으로써, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)에 방청성과 태양 전지 소자에 대한 안정성, 및 양호한 땜납 가공성을 부여할 수 있는 것으로 되어 있다.
구체적으로는, 도전성 기재(30)가 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)으로 된 상태에 있어서, 도전층(31) 표면 위에 방청 보호층(32)을 형성하는 아연의 부착량은, 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 것이 바람직하고, 0.5㎎/㎡를 초과하고 6㎎/㎡ 이하인 것이 보다 바람직하다. 방청 보호층(32)을 형성하는 아연의 부착량이 이 범위일 때, 태양 전지용 집전 시트(1)는 방청성과 태양 전지 소자에 대한 안정성, 및 양호한 땜납 가공성을 겸비할 수 있다.
상기 아연의 부착량은, 박막을 형성시키는 데에는 아주 작은 양이다. 그로 인해, 이러한 미량의 아연으로 형성된 박막은, 원자수개 레벨의 두께라고 생각되고, 또, 곳곳에 막의 결함이 발생하고 있다고 생각된다. 이러한 막의 결함이 존재하기 때문에, 방청 보호층(32)의 하층에 존재하는 도전층(31)의 구리가 곳곳에 노출되어 있고, 그 때문에 땜납 가공성과 방청성을 양립할 수 있다고 생각된다.
태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)에 최종적으로 형성되는 방청 보호층(32)의 부착량을 상기 범위로 하기 위해서, 도전성 기재(30)에 있어서는, 구리박(310) 위에 형성되는 아연층(320)에 있어서의 아연의 부착량을, 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하로 한다. 또, 25㎎/㎡를 초과하고 35㎎/㎡ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 아연층(320)에 있어서의 아연의 부착량이 20㎎/㎡ 미만이면, 에칭 처리 후의 방청 보호층(32b)을 형성하는 아연의 부착량을 0.5㎎/㎡를 초과하는 것으로 하는 것이 어려워, 배선 패턴(3)의 방청성이 불충분해진다. 또, 아연층(320)에 있어서의 아연의 부착량이 40㎎/㎡를 초과하면, 일반적인 조건으로 에칭 처리를 한 경우의 방청 보호층(32b)을 형성하는 아연의 부착량이 20㎎/㎡를 초과해버려, 배선 패턴(3)의 땜납 가공성이 저하해버린다. 또, 그것을 방지하기 위해서 아연의 제거량을 크게 하는 것은 가능하다고 하더라도, 제거되는 아연의 비용이 증대하기 때문에 바람직하지 않다.
본 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 도전성 기재(30)에 있어서, 구리박(310) 표면에 아연을 포함해서 이루어지는 아연층(320)을 특정한 부착량으로 형성시킴으로써, 최종 제품인 태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서의 땜납 가공성과 방청성의 양립을 도모한다. 원래, 아연은 땜납에 대한 부착 적성이 부족한 것이다. 그러나, 본 발명자들은, 의외로, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)의 도전층(31) 표면에 형성되는 방청 보호층(32)을 구성하는 아연의 부착량을 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하로 함으로써, 아연에 의한 땜납의 가공 적성의 저하가 억제됨과 함께, 도전층(31)을 구성하는 구리의 산화가 2개월 정도의 시간 내에서는 충분히 억제되는 것을 발견하고, 또한, 배선 패턴(3)의 구성 재료로 되는 도전성 기재(30)에 있어서도 아연층(320)을 구성하는 아연의 부착량을 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하로 함으로써, 구리박(310)을 구성하는 구리의 산화에 대해서도 3개월 정도의 시간 내에서는 충분히 억제할 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은, 이러한 지식에 기초해서 완성된 것이다.
태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서는, 태양 전지 소자와의 접합 전의 배선 패턴의 산화에 대해서는 아주 높은 방청성이 요구되지만, 태양 전지 모듈로서 일체화된 후에 대해서는, 구리박 표면은 땜납으로 덮이고, 또한, 태양 전지 모듈의 구성 부재는 높은 가스 배리어성을 구비하기 때문에, 구리박의 산화가 진행되기 어려운 상태로 되고, 또, 일체화 후이면, 시인할 수 없을 정도의 약간의 산화이면 문제로 되지는 않는다. 따라서 상술한 바와 같은 시간 내에 있어서 필요한 방청 성능을 발휘할 수 있는 것이면, 실시 상에 있어서 전혀 부족하지 않다. 이러한 사정으로부터, 본 발명의 도전성 기재는, 그 용도를 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 형성용으로 하는 경우에는, 매우 적합한 부재로서 사용할 수 있다.
도전성 기재(30)에 있어서 아연층(320)이 형성되는 측의 면과 반대측의 면은, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)으로서 사용될 때, 배선 패턴(3)에 있어서의 수지 기재(2)와 접합하는 면으로 된다. 그 때문에 아연층(320)이 형성되는 면 정도의 높은 방청성이나 땜납 가공성은 요구되지 않지만, 적당한 방청성을 확보하기 위해서, 배면 아연층(330)이 형성되는 것이 바람직하다. 통상은, 아연층(320)을, 상기 도금 방법에 의해 형성할 때에 배면 아연층(330)도 동시에 형성되게 된다. 단, 배면 아연층(330)에는, 아연층(320)과 동등한 물성은 요구되지 않으므로, 본 발명의 필수 구성 요건은 아니다.
도전성 기재(30)는 상기한 각 층 이외에도, 다른 기능 강화층을 필요에 따라서 더 구비하는 것이어도 된다. 이들 기능 강화층으로서는, 예를 들어 니켈 등을 적층한 내열층 혹은 조화면에 설치되는 실란 커플링제 등을 사용한 밀착성 향상층 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다. 단, 기능 강화층이 아연층(320) 측의 면에 설치되는 것인 경우에는, 땜납 가공 적성에의 악영향을 피하기 위해서 크롬을 함유하지 않는 층으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 수지 기재(2)와의 접합면으로 되는, 아연층(320)과는 반대측의 면에 대해서는, 수지 기재와의 접착성을 향상하기 위해서, 예를 들어 실란 커플링제 등을 사용한 밀착성 향상층이나, 각종 조화 입자를 적층시킨 조화 처리층을 별도로 형성하는 것이 바람직하다. 이들 층에 대해서는, 땜납 가공 적성에의 영향을 고려하는 것은 불필요하기 때문에, 크롬의 배제는 특별히 요구되지 않는다.
또한, 도전성 기재(30)를 사용해서 제조한 태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서는, 소위 땜납 쇼트를 적절하게 억제할 수 있다. 즉, 태양 전지용 집전 시트(1)는, 땜납의 습윤성이 우수하기 때문에, 배선 간의 절연 부분에의 땜납 잔여가 거의 없다. 이로 인해, 태양 전지용 집전 시트(1)는, 특히 배선 간 피치가 1㎜ 이하인 고밀도 배선에 있어서는 물론, 200㎛ 이하인 고밀도 배선이나 100㎛ 이하인 고밀도 배선에 있어서도 적절하게 사용된다.
<태양 전지용 집전 시트의 제조 방법(제1 실시 양태)>
이어서, 도 3의 (a) 내지 (d)를 참조하면서 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제1 실시 양태에 대해서 설명한다. 도 3의 (a) 내지 (d)는, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트(1)의 제조 방법의 제1 실시 양태에 의해 배선 패턴이 형성되는 모습을 순차 도시하는 모식도이다.
태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제1 실시 양태에 의해, 상기에서 설명한 태양 전지용 집전 시트(1)를 제조할 수 있다. 이 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제1 실시 양태에 있어서는, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 수지 기재(2) 표면에, 본 발명에 따른 도전성 기재(30)를 적층하는 적층 공정에 의해 적층체(10)를 형성하고, 이 적층체(10)에 대하여, 에칭 공정 및 박리 공정을 실시함으로써, 태양 전지용 집전 시트(1)가 제작된다.
[적층 공정]
수지 기재(2) 표면에 본 발명의 도전성 기재(30)를 접합시키기 위해서는, 공지된 방법을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 방법으로서는, 도전성 기재(30)를 접착제에 의해 수지 기재(2) 표면에 접착하는 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 우레탄계, 폴리카르보네이트계, 에폭시계 등의 접착제를 사용한 드라이 라미네이트법에 의해 도전성 기재(30)를 수지 기재(2) 표면에 접착하는 방법이 바람직하다. 이때, 도전성 기재(30)를 구성하는 구리박(310)이 광택면과 조화면을 갖는 것인 경우에는, 조화면측을 수지 기재(2) 측에 접합시킨다.
[에칭 공정]
에칭 공정은, 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(4)를 도전성 기재(30) 표면에 제작한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 에칭 마스크(4)에 덮여 있지 않은 부분에 있어서의 도전성 기재(30)를 제거하는 공정이다.
이미 설명한 바와 같이, 이 공정에서 사용되는 적층체(10)는, 수지 기재(2) 표면에 도전성 기재(30)가 적층된 것이다. 아연을 포함해서 이루어지는 아연층(320)은, 후술하는 박리 공정에 있어서, 그 일부가 제거되어, 방청 보호층(32b)으로 된다. 이로 인해, 아연층(320)에 있어서의 아연의 부착량은, 박리 공정의 조건 등에 맞춰서 적절히 조정하면 되고, 일반적인 박리 공정의 조건에 있어서는, 아연층(320)에 있어서의 아연의 부착량을, 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하인 범위로 조정함으로써, 방청 보호층(32b)에 있어서의 아연의 부착량을 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하로 하는 것이 가능하고, 이와 같이 해서, 태양 전지용 집전 시트(1)를 방청성과 태양 전지 소자에 대한 안정성, 및 양호한 땜납 가공성을 겸비하는 것으로 할 수 있다.
이 공정에서는, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 우선 도전성 기재(30) 표면(즉, 아연층(320) 표면)에 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(4)가 제작된다. 에칭 마스크(4)는, 나중에 설명하는 에칭 공정에 있어서, 장래 배선 패턴(3)으로 되는 방청 보호층(32a) 및 도전층(31)이 에칭액에 의한 부식을 면하기 위해 설치된다. 즉, 제작하고자 하는 배선 패턴(3)의 평면에서 볼 때의 형상과 에칭 마스크(4)의 평면에서 볼 때의 형상은 동일하다. 이러한 에칭 마스크(4)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 포토레지스트 또는 드라이 필름을 포토마스크를 통해서 감광시킨 후에 현상함으로써 도전성 기재(30) 표면에 에칭 마스크(4)를 형성해도 되고, 잉크젯 프린터 등의 인쇄 기술에 의해 도전성 기재(30) 표면에 에칭 마스크(4)를 형성해도 된다.
에칭 마스크(4)는, 나중에 설명하는 박리 공정에 있어서, 알칼리성 박리액으로 박리할 수 있는 것이 필요하다. 이러한 관점에서는, 포토레지스트 또는 드라이 필름을 사용해서 에칭 마스크(4)를 제작하는 것이 바람직하다.
이어서, 에칭 공정에서의 에칭 처리에 대해서 설명한다. 이 처리는, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 도전성 기재(30) 중, 에칭 마스크(4)에 덮여 있지 않은 부분을 에칭액에 의해 제거하는 처리이다. 이 처리를 거침으로써, 도전성 기재(30) 중 배선 패턴(3)으로 되는 부분 이외의 부분이 제거되므로, 수지 기재(2) 표면에는, 원하는 배선 패턴(3)의 형상으로 배선 패턴(3)이 남게 된다. 에칭 처리에 사용되는 에칭액에 대해서는, 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
[박리 공정]
이어서, 박리 공정에 대해서 설명한다. 이 공정은, 알칼리성 박리액을 사용해서, 에칭 마스크(4)를 제거하는 공정이다.
이 공정을 거침으로써, 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크(4)가 방청 보호층(32a) 표면으로부터 제거된다. 이때, 방청 보호층(32a)은, 알칼리성 박리액에 의해 그 표면의 일부가 용해되어, 원래의 방청 보호층(32a)보다도 박막에서 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 방청 보호층(32b)으로 된다. 즉, 방청 보호층(32b)은 도전성 기재(30) 표면에 존재하고 있던 방청 보호층(32a)이 박막이 됨으로써 형성된 층이다. 박막의 방청 보호층(32b)이 존재함으로써, 도전층(31)의 방청성과 땜납 가공 적성이 태양 전지용 집전 시트(1)에 부여되는 것은 이미 설명한 바와 같다.
박리 공정에서 사용되는 알칼리성 박리액으로서는, 예를 들어 가성 소다의 수용액을 들 수 있다.
본 실시 양태의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에서는, 박리 공정에 있어서, 에칭 마스크(4)를 완전히 박리시키는 한편으로, 방청 보호층(32b)의 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하, 바람직하게는 0.5㎎/㎡를 초과하고 6㎎/㎡ 이하인 범위에서, 남도록 용해시킨다. 이로 인해, 에칭 마스크(4)를 완전히 박리할 수 있고, 또한, 방청 보호층(32b)에 있어서의 아연의 부착량을 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하로 남길 수 있는 조건을, 제조 시험에 의해 조사하는 것이 필요하다. 구체적으로는, 박리액의 종류, 박리액의 온도, 박리액의 농도, 박리 공정의 처리 시간 등에 의해, 에칭 마스크(4)의 박리의 정도나 방청 보호층(32b)의 잔존의 정도가 변화하므로, 상기 조건에 적합하도록, 제조 시험에 있어서 박리 공정의 조건을 적절히 결정한다. 또한, 방청 보호층(32b)이 어느 정도 잔존해 있는지에 대해서는, 이미 설명한 바와 같이, 원자 흡광 분석 등에 의해 잔존한 아연의 양을 정량하면 된다. 제조 시험에 의해 조건이 결정된 후에는 그 조건을 사용해서 본 제조를 행하면 된다.
일례로서, 부착량(두께) 30㎎/㎡인 아연층(320)을 갖는 도전성 기재(30) 및 드라이 필름을 광경화시킨 두께 15㎛인 에칭 마스크(4)를 사용한 경우, 온도 40℃, 농도 1.5g/L인 가성 소다 수용액을 박리액으로 하고, 박리 공정으로서 약 1분간의 침지 처리를 실시함으로써, 에칭 마스크(4)는 완전히 제거되고, 방청 보호층(32b)의 부착량(두께)은 약 10㎎/㎡로 되었다.
<태양 전지용 집전 시트의 제조 방법(제2 실시 양태)>
이어서, 도 4, 도 5의 (a) 내지 (f)를 참조하면서 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태(이하, 「제2 제조 방법」이라고도 함)에 대해서 설명한다. 도 4는 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태에 있어서 배선 패턴(3)을 구성하는 재료인 제2 도전성 기재의 층 구성을 도시하는 모식도이다. 도 5의 (a) 내지 (f)는, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태에 의해 배선 패턴이 형성되는 모습을 순차 도시하는 모식도이다.
우선, 도 4를 참조하면서, 본 발명의 제2 제조 방법에 있어서 배선 패턴(3)을 구성하는 재료인 제2 도전성 기재(30a)에 대해서 설명한다.
제2 도전성 기재(30a)는, 구리박(310)의 한쪽 면에 제1 방청 보호층(321)이 형성되어 이루어지는 도전성의 박막이며, 상세히 후술하는 본 발명의 제2 제조 방법에 의해, 태양 전지용 집전 시트(1)를 제조할 때, 배선 패턴(3)을 구성하는 기재로서 적절하게 사용할 수 있는 것이다.
또한, 본 명세서에 있어서의 제1 방청 보호층이란, 배선 패턴(3)의 구성 재료인 구리박 표면에, 그 구리박이 도전성 기재의 일부로서 수지 기재에 적층되는 것보다 전에 미리 형성되어 있는 방청 보호층의 것을 말하며, 그에 반해, 제2 제조 방법에 있어서, 제1 방청 보호층을 제거 후에, 상기 구리박의 제1 방청 보호층이 형성되어 있던 면에 새롭게 설치되는 방청 보호층의 것을, 제1 방청 보호층이라 하는 것으로 한다.
제1 방청 보호층(321)은 구리박(310) 표면이 산화하는 것을 억제하기 위해서 구리박(310)의 한쪽 면에 박막 형성된 층이며, 크롬, 아연, 인산, 니켈 등을 함유하는 무기계의 방청제에 의해 형성할 수 있다. 이들 중에서도 특히 널리 채용되어 있는 제1 방청 보호층(321)의 일례로서, 아연 및 크롬을 포함해서 이루어지는 방청 보호층을 들 수 있다.
제2 도전성 기재(30a)에 있어서 제1 방청 보호층(321)이 형성되는 측의 면과 반대측의 면은, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3)으로서 사용될 때, 배선 패턴(3)에 있어서의 수지 기재(2)와 접합하는 면으로 된다. 그 때문에 제1 방청 보호층(321)이 형성되는 면 정도의 높은 방청성이나 땜납 가공성은 요구되지 않지만, 적당한 방청성을 확보하기 위해서, 제1 방청 보호층(321)과 마찬가지의 조성을 포함해서 이루어지는 배면 처리층(331)이 형성되는 것이 바람직하다.
제2 제조 방법에 있어서는, 제1 방청 보호층(321)은, 상세히 후술하는 바와 같이, 그 제조 공정 중에 있어서, 완전히 제거된다. 그로 인해, 제2 제조 방법에 있어서는, 비교적 저비용으로 입수 가능한 아연 및 크롬을 포함해서 이루어지는 방청 보호층을 구비하는 범용적인 도전성 기재는 물론, 적어도 아연 또는 주석, 이외의 방청제를 포함해서 이루어지는 방청 보호층을 구비하는 것이면, 도전성 기재의 방청 보호층의 조성이나 양태에 상관없이, 땜납 가공 적성이 우수한 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
제2 방청 보호층(322)은, 구리박(310) 표면이 산화하는 것을 억제하기 위해서 구리박 표면에 형성되는 금속 박막층이다. 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 금속으로서는, 방청성과 땜납 가공 적성을 양립시킬 수 있는 것으로서, 아연 또는 주석을 사용할 수 있다.
이어서, 도 5의 (a) 내지 (f)를 참조하면서 제2 제조 방법의 상세를 설명한다. 또한, 본 발명의 제조 방법의 제1 실시 양태(이하, 「제1 제조 방법」이라고도 함)와 공통되는 공정에 대해서는 일부 설명을 생략하고, 제1 제조 방법과는 다른 특징적인 공정 부분을 중심으로 설명한다.
[적층 공정]
도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 적층 공정은, 제2 도전성 기재(30a)를, 수지 기재(2)와 적층해서 제2 적층체(10a)를 얻는 공정이다. 이 공정에 대해서는, 제1 제조 방법의 경우와 마찬가지로 행하면 된다.
[에칭 공정]
에칭 공정은, 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(4)를 제2 적층체(10a) 표면에 제작한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 에칭 마스크(4)에 덮여 있지 않은 부분에 있어서의 제2 도전성 기재(30a)를 제거하는 공정이다.
이 공정에서는, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 우선 제2 적층체(10a) 표면(즉 제1 방청 보호층(321) 표면)에 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크(4)가 제작된다. 에칭 마스크(4)는 제2 도전성 기재(30a) 중, 나중에 설명하는 에칭 처리에 있어서, 장래, 배선 패턴(3)으로 되는 부분이 에칭액에 의한 부식을 면하기 위해 설치된다. 즉, 제작하고자 하는 배선 패턴(3)의 평면에서 볼 때의 형상과 에칭 마스크(4)의 평면에서 볼 때의 형상은 동일하다. 이러한 에칭 마스크(4)를 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 포토레지스트 또는 드라이 필름을 포토마스크를 통해서 감광시킨 후에 현상함으로써 제2 적층체(10a) 표면에 에칭 마스크(4)를 형성해도 되고, 잉크젯 프린터 등의 인쇄 기술에 의해 제2 적층체(10a) 표면에 에칭 마스크(4)를 형성해도 된다.
에칭 마스크(4)는, 나중에 설명하는 박리 공정에 있어서, 알칼리성 박리액으로 박리할 수 있는 것이 필요하다. 이러한 관점에서는, 포토레지스트 또는 드라이 필름을 사용해서 에칭 마스크(4)를 제작하는 것이 바람직하다.
이어서, 에칭 공정에서의 에칭 처리에 대해서 설명한다. 이 처리는, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크(4)에 덮여 있지 않은 부분에 있어서의 제2 도전성 기재(30a)를 에칭액에 의해 제거하는 처리이다. 이 처리를 거침으로써, 제2 도전성 기재(30a) 중, 배선 패턴(3)으로 되는 부분 이외의 부분이 제거되므로, 수지 기재(2) 표면에는, 원하는 배선 패턴(3)의 형상으로, 배면 처리층(331), 구리박(310) 및 제1 방청 보호층(321) 및 에칭 마스크(4)가 남게 된다.
에칭 처리에 사용되는 에칭액에 대해서는, 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 에칭 처리 시에는, 제2 도전성 기재(30a)를 구성하는 제1 방청 보호층(321), 구리박(310), 배면 처리층(331)을 1회의 처리로 제거해도 되고, 각 층을 수시로 제거하는 처리를 복수회로 나누어서 행해도 된다.
[제1 방청 보호층 제거 공정]
이어서, 제1 방청 보호층 제거 공정에 대해서 설명한다. 이 공정은 구리박(310) 위의 제1 방청 보호층(321)을 제거하는 공정이다. 구리박의 산화를 확실하게 방지하기 위해서, 에칭 공정 후에 배선 패턴(3)의 형상으로 된 구리박(310)으로부터 제거하는 것이 바람직하지만, 에칭 공정 전에, 이하에 설명하는 방법에 의해, 제1 방청 보호층(321)을 미리 제거할 수도 있다. 이하에 있어서는, 에칭 공정 후에 배선 패턴(3)의 형상으로 된 구리박(310)으로부터 제거하는 경우에 대해서 설명한다.
제1 방청 보호층 제거 공정에 있어서는, 구리박(310) 위의 제1 방청 보호층(321)의 제거와 동시에 에칭 마스크(4)를 제거해도 되지만, 제1 방청 보호층(321)의 제거를 먼저 행하고, 미리, 알칼리성 박리액을 사용해서, 에칭 마스크(4)를 제거하는 박리 처리를 별도로 행해도 된다. 이 경우에는, 알칼리성 박리액을 사용해서 에칭 마스크(4)를 제거할 수 있다. 알칼리성 박리액으로서는, 일례로서, 가성 소다의 수용액을 들 수 있다.
이 박리 처리에 의해, 도 5의 (d)에 도시한 바와 같이, 에칭 마스크(4)가 제1 방청 보호층(321) 표면으로부터 제거된다. 이때, 제1 방청 보호층(321)은 알칼리성 박리액에 의해 그 표면의 일부가 용해되어, 원래의 제1 방청 보호층(321)보다도 박막으로 된다.
또한, 이 박리 처리 내에서, 박리액의 온도를 높이거나, 혹은 박리액의 농도를 높이는 것 등에 의해, 박리 조건을 적절히 조정해서, 제1 방청 보호층(321)의 일부가 아닌, 그 모두를 구리박(310) 표면으로부터 제거해도 된다. 이 경우, 이 박리 처리가 즉 제1 방청 보호층 제거 공정으로 된다.
제1 방청 보호층 제거 공정은, 상기 박리 처리에 의해서도 행할 수 있지만, 제1 방청 보호층(321)을 완전히 제거하기 위해서는, 화학 연마에 의해 행하는 것이 보다 바람직하다. 화학 연마는, 종래 공지된 화학 연마액, 즉 황산, 포름산, 염산 등 및 그 외 용제를 함유하는 산성의 세정제에 의해, 제1 방청 보호층(321)을 세정함으로써 행할 수 있다. 또, 이 세정제는, 유기 혹은 무기 방청제를 포함하는 것이어도 된다. 일례로서, 일본 특허 공개 평6-112646에 기재된 황산과 과산화수소를 함유하는 수용액을 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 박리 처리에 더하여, 이 화학 연마를 추가적으로 행해도 되고, 상기 박리 처리를 거치지 않고, 이 화학 연마에 의해, 에칭 마스크와 제1 방청 보호층(321)을 일거에 제거할 수도 있다.
이 공정을 거침으로써, 도 5의 (e)에 도시한 바와 같이, 제1 방청 보호층(321)이 구리박(310) 표면으로부터 완전히 제거되어, 구리박(310)을 구성하는 구리박이 배선 패턴(3) 표면에 노출되는 상태로 된다.
또한, 제1 방청 보호층 제거 공정과 동시에, 혹은 동일 공정 종료 후에 재빠르게, 다음의 제2 방청 보호층 형성 공정에 이르기까지의 동안에 있어서의 구리박 표면의 산화의 진행을 억제하기 위해서, 예를 들어 벤조트리아졸 등의 유기계의 방청제에 의한 임시 방청 처리를 행해도 된다.
[제2 방청 보호층 형성 공정]
이어서, 제2 방청 보호층 형성 공정에 대해서 설명한다. 이 공정은, 상기한 제1 방청 보호층 제거 공정에 있어서, 제1 방청 보호층(321)이 제거되어, 패턴(3) 표면에 노출되어 있는 상태로 된 구리박(310) 위에 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 공정이다.
제2 방청 보호층(322)은 상기에 있어서 설명한 바와 같이, 구리박(310) 표면에 형성되는 아연 및/또는 주석을 포함해서 이루어지는 금속 박막층이다. 배선 패턴(3)의 표면 처리층으로서, 방청성과 땜납 가공 적성을 겸비하는 점에서 바람직한 것이다.
제2 방청 보호층(322)을 형성하는 금속이 아연인 경우, 구체적으로는, 구리박(310) 표면 위에 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 아연의 부착량은, 상기에 있어서 설명한 바와 같이, 바람직하게는 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하, 보다 바람직하게는 0.5㎎/㎡를 초과하고 6㎎/㎡ 이하이다.
구리박(310) 표면이 아연을 포함해서 이루어지는 제2 방청 보호층(322)을 형성시키기 위한 방법으로서는, 도금이나 스퍼터, 증착에 따를 수 있지만, 전술한 바와 같은 매우 얇은 층을 균일하게 형성하기 위해서, 무전해 도금에 의한 것이 바람직하다. 무전해 도금은 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 구리박(310) 표면을 계면 활성제 등으로 처리하여, 팔라듐 등의 도금 촉매를 부여한 후, 아연을 함유하는 무전해 도금액에 침지함으로써 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 것이 바람직하다. 상기 설명한 제2 방청 보호층(322)에 있어서의 아연의 부착량에 대해서는, 처리액의 온도, 처리 시간을 조정함으로써, 적절히, 바람직한 범위로 조정하면 된다.
또한, 제2 방청 보호층(322)에 포함되는 아연의 양은 상기와 같이 매우 미량이다. 이러한 미량의 아연을 정량하기 위해서는, 미리 면적을 알고 있는 제2 방청 보호층(322)을 산이나 알칼리로 용해하고, 얻어진 용액에 포함되는 아연 원자의 양을 원자 흡광 분석에 의해 정량하면 된다.
제2 방청 보호층(322)을 형성하는 금속이 주석인 경우, 주석의 양은, 0.005㎎/㎡를 초과하는 양이면, 상한은 특별히 한정되지 않는다. 제2 방청 보호층(322)에 포함되는 주석의 양이 0.005㎎/㎡ 이하인 경우, 구리박(310)에 대한 충분한 방청 효과를 얻을 수 없다. 일반적으로, 주석은 땜납의 성분으로서도 사용되고 있는 것에서도 밝혀진 바와 같이, 땜납 가공 적성을 저해하는 것은 아니다. 한편, 주석은 구리보다도 이온화 경향이 높기 때문에, 주석의 부식이 우선적으로 발생한다. 이에 의해, 구리의 부식을 방지할 수 있기 때문에, 주석은, 일정한 방청 효과도 갖는 것이기도 하다. 이상에 의해, 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 금속을 주석으로 함으로써, 땜납 가공 적성과 방청성을 겸비한 태양 전지용 집전 시트(1)를 제조할 수 있다.
구리박(310) 표면에 주석을 포함해서 이루어지는 제2 방청 보호층(322)을 형성시키기 위한 방법으로서는, 도금이나 스퍼터, 증착에 따를 수 있지만, 간편한 설비에서의 생산이 가능한, 도금에 의한 형성이 바람직하고, 구체적으로는 도금욕에 침지함으로써 형성을 행함으로써, 제2 방청 보호층(322)을 형성하는 것이 바람직하다.
제2 방청 보호층 형성 공정은, 구리박(310) 표면의 산화를 방지하기 위해서, 선행하는 제1 방청 보호층 제거 공정의 종료 후, 구리박 표면 위의 산화가 개시하는 것보다 전에 재빨리 개시한다. 구리박 표면 위의 산화가 개시하는 것보다 전이란, 구체적으로는, 외관 상, 산화에 기인하는 변색 등의 변화가 일어나 있지 않은 상태이면 좋고, 이러한 상태인 가운데 제2 방청 보호층 형성 공정을 개시함으로써, 제조 공정 중 및 제조 공정 후에 있어서의 구리박의 산화를 방지하여, 양호한 땜납 가공 적성을 구비한 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
더욱 구체적으로는, 제1 방청 보호층 제거 공정과, 제2 방청 보호층 형성 공정을, 동일한 생산 설비 내에서 연속적으로 행하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써, 제1 방청 보호층 제거 공정 후에 있어서의 구리박의 산화를 보다 확실하게 방지할 수 있다. 동일한 생산 설비 내에서란, 문자 그대로 단일 제조 장치 내에서 행하는 경우 및 소위 인라인에 있어서의 연속적인 생산 형태에 있어서 제조를 행하는 경우를 포함하는 것이며, 또, 제1 방청 보호층 제거 공정과, 제2 방청 보호층 형성 공정을, 산소를 차단한 상태에서 행할 수 있는 설비 내에서 행하는 것이 더욱 바람직하다.
종래의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 있어서는, 도전성 기재를 구성하는 구리박의 산화를 방지하기 위해서, 구리박 표면에 형성되는 표면 보호층은 필수 구성 요소이며, 태양 전지용 집전 시트의 제조의 전체 공정에 있어서 제거할 수 없는 것으로 되어 있었다. 그러나, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법의 제2 실시 양태에 있어서는, 제조 공정 중에서의 표면 보호층의 제거를 가능하게 하고, 그에 의해, 도전성 기재의 표면 처리의 양태의 여하에도 불구하고, 양호한 땜납 가공 적성을 구비한 태양 전지용 집전 시트를 제조하는 것을 가능하게 했다.
또한, 제2 제조 방법에 의해 제조한 태양 전지용 집전 시트도, 제1 제조 방법으로 제조한 경우와 마찬가지로, 소위 땜납 쇼트를 적절하게 억제할 수 있다.
<태양 전지 모듈>
이하, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 태양 전지용 집전 시트를 사용한 태양 전지 모듈에 대해서 설명한다.
태양 전지용 집전 시트(1)는, 태양 전지 모듈에 내장되어 모듈 내의 전기 배선으로서 사용된다. 태양 전지용 집전 시트(1)에 있어서의 도전층(31) 표면과, 태양 전지 소자의 전극이 방청 보호층(32)을 개재해서 땜납 가공에 의해 접합함으로써, 태양 전지용 집전 시트(1)와 태양 전지 소자가 전기적으로 접합되어, 전기 배선으로 된다.
여기서, 태양 전지 소자의 전극이란, 태양 전지 소자가 광을 받아서 발생시킨 전력을, 태양 전지 소자의 외부에 출력하기 위한 전극이다. 특별히 한정되지 않지만, 이 전극은, 일례로서, 은, 또는 은 화합물 등으로 구성된다.
또, 땜납 가공에 있어서 사용되는 땜납은, 종래 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 땜납의 일례로서는, 납-주석 합금 땜납, 은 함유 땜납, 무납 땜납, 주석-비스무트, 주석-비스무트-은 등을 들 수 있다. 태양 전지 소자의 전극과, 구리박(310) 표면을 방청 보호층(32)을 개재해서 땜납 가공에 의해 접합할 때, 종래 공지된 방법을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.
태양 전지용 집전 시트(1)와 태양 전지 소자의 접합체는, 필요에 따라, 투명 전면 기판, 표면측 밀봉재 시트, 배면측 밀봉재 시트, 이면 보호 시트 등을 조합함으로써, 태양 전지 모듈로 된다.
이러한 태양 전지 모듈의 일례로서, 태양 전지 모듈의 표면측으로부터, 투명 전면 기판, 표면측 밀봉재 시트, 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트(1)의 접합체, 이면측 밀봉재 시트 및 이면 보호 시트를 이 순서로 겹치게 해서, 진공 열 라미네이트 가공에 의해 일체화된 것을 들 수 있지만, 이와 같은 구성으로는 한정되지 않고, 태양 전지 모듈에 요구되는 성능을 고려해서 적절히 구성하면 된다.
<태양 전지 모듈의 제조 방법>
이어서, 이 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대해서 도 6 및 도 7을 참조하면서 설명한다. 도 6은 태양 전지용 집전 시트(1)가 태양 전지 소자(5)에 접합되는 모습을 모식적으로 도시하는 사시도이다. 도 7은 태양 전지 모듈의 제조 방법에 의해 제조되는 태양 전지 모듈(100)의 층 구성을 도시하는 모식도이다.
[땜납 접합 공정]
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 태양 전지 모듈의 제조 방법에 의해 태양 전지용 집전 시트(1)를 제조하는 태양 전지용 집전 시트 제조 공정 후에, 태양 전지용 집전 시트(1)의 배선 패턴(3) 표면과, 태양 전지 소자(5)의 전극을 땜납 가공에 의해 접합한다. 구체적으로는, 구리박(310)을 방청 보호층(32)(또는 제2 방청 보호층(322))을 개재하여, 태양 전지 소자(5)의 전극(도시하지 않음)에 대하여 땜납 가공에 의해 접합한다. 이에 의해, 태양 전지용 집전 시트(1)와 태양 전지 소자(5)가 전기적으로 접합되어, 태양 전지 모듈 내부의 전기 배선으로 된다. 또한, 태양 전지 모듈 내부에 있어서, 태양 전지용 집전 시트(1)에 의한 배선 외에도, 필요에 따라, 리본선 등에 의한 배선을 행해도 된다.
여기서, 태양 전지 소자(5)의 전극이란, 태양 전지 소자(5)가 광을 받아서 발생시킨 전력을, 태양 전지 소자(5)의 외부에 출력하기 위한 전극이다. 특별히 한정되지 않지만, 이 전극은, 일례로서, 은, 또는 은 화합물 등으로 구성된다.
태양 전지 소자(5)의 전극과, 구리박(310) 표면을 방청 보호층(32)(또는 제2 방청 보호층(322))을 개재해서 땜납 가공에 의해 접합할 때의 땜납 가공에 있어서 사용되는 땜납은, 종래 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 이러한 땜납의 일례로서는, 납-주석 합금 땜납, 은 함유 땜납, 무납 땜납, 주석-비스무트, 주석-비스무트-은 등을 들 수 있다.
또, 본 실시 양태의 태양 전지 모듈의 제조 방법에 있어서는, 사용하는 땜납이, 도전성의 합금 성분과, 절연성이 높은 수지 성분을 포함해서 이루어지는 합금/수지 복합계 땜납이며, 이 땜납을 태양 전지용 집전 시트면의 대략 전체면에 도포한 후에 태양 전지용 집전 시트와 겹치고, 그 후 리플로우해서 태양 전지용 집전 시트와 태양 전지 소자를, 가열 접합할 때에 땜납의 수지 성분을 배선간에 남기면서, 합금 성분을 배선 패턴 위로 이행시켜서 합금과 수지를 상분리하고, 땜납의 합금 성분으로 배선 패턴과 접합하는 방법을 적절하게 사용할 수 있다. 즉, 이 경우, 리플로우에 의해 빠르게 합금과 수지가 분리할 필요가 있지만, 태양 전지용 집전 시트(1)는 배선 패턴 부분의 습윤성이 우수하므로, 합금 부분의 이행이 빠르게 발생한다.
[모듈 일체화 공정]
도 7에 도시한 바와 같이, 태양 전지용 집전 시트(1)와 태양 전지 소자(5)의 접합체는, 필요에 따라, 투명 전면 기판(6), 표면측 밀봉재 시트(7), 이면측 밀봉재 시트(8) 및 이면 보호 시트(9) 등을 조합함으로써, 태양 전지 모듈(100)로 된다.
도 7에 도시한 바와 같이, 태양 전지 모듈(100)은 태양 전지 모듈의 표면측으로부터, 투명 전면 기판(6), 표면측 밀봉재 시트(7), 태양 전지 소자(5)와 태양 전지용 집전 시트(1)의 접합체, 이면측 밀봉재 시트(8) 및 이면 보호 시트(9)를 이 순서로 겹치게 해서, 진공 열 라미네이트 가공에 의해 일체화함으로써 제조할 수 있다.
이상의 태양 전지용 집전 시트의 배선부 제조 방법 및 태양 전지 모듈의 제조 방법에 따르면, 이하와 같은 효과를 발휘한다.
(1) 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 사용하는 구리박을 포함해서 이루어지는 도전성 기재에는, 방청을 목적으로 한 표면 처리가 필수지만, 그러한 처리는, 한편으로는, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 요구되는 땜납 가공 적성에 대하여 바람직하지 않은 영향을 미치는 것이었다. 따라서, 본 발명에 따른 도전성 기재에 있어서는, 도전성 기재의 구성에 독자적인 고안을 함으로써 이 문제를 해결했다. 즉, 도전성 기재의 구성을, 두께 10㎛ 내지 35㎛인 구리박 중 적어도 한쪽 면에, 부착량으로서 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하인 아연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기재로 했다. 이에 의해, 유기계의 방청제를 사용하지 않고 양호한 방청성 및 땜납 가공성을 구비한 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴을 형성할 수 있는 도전성 기재를 제공할 수 있다.
(2) 또, 구리박이 전해 제박으로 형성되어 있고, 상기 구리박의 광택면에 상기 아연층이 형성되어 있는 도전성 기재로 했다. 이에 의해, 도전성 기재의 땜납 가공 적성을 더 우수한 것으로 할 수 있다.
(3) 또, 아연층 위에는, 하나 또는 복수의 기능 강화층이 더 형성되어 있고, 상기 기능 강화층 중 어느 층에도 크롬을 함유하지 않는 구성으로 했다. 이에 의해, 도전성 기재에 있어서, 우수한 땜납 가공 적성을 손상시키지 않고, 내열성 등의 그 외의 물성을 적절히 향상시킬 수 있다.
(4) 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 있어서, 제조 공정에 독자적인 고안을 함으로써 배선 패턴의 방청성과 땜납 가공 적성의 양립이라고 하는 과제를 해결했다. 즉, 수지 기재와 적층해서 적층체를 얻는 적층 공정과, 원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크를 적층체 표면에 형성한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 에칭 마스크에 덮여 있지 않은 부분의 도전성 기재를 제거하는 에칭 공정과, 에칭 공정 후에, 알칼리성 박리액을 사용해서 상기 에칭 마스크를 제거하는 박리 공정을 구비하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법이며, 박리 공정에 있어서, 에칭 마스크를 박리함과 함께, 아연층 표면의 일부를 알칼리성 박리액으로 제거함으로써, 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 방청 보호층을 배선 패턴 표면에 형성시키는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로 했다. 이에 의해, 유기계의 방청제를 사용하지 않고, 태양 전지용 집전 시트에 방청성과 양호한 땜납 가공 적성을 구비한 배선 패턴 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
(5) 또, 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법을, 적층 공정과, 에칭 공정과, 구리박 표면 위로부터 제1 방청 보호층을 제거하는 제1 방청 보호층 제거 공정과, 제1 방청 보호층 제거 공정 후에, 구리박 위에 제2 방청 보호층을 형성하는 제2 방청 보호층 형성 공정을 구비하고, 제1 방청 보호층은 적어도 아연 또는 주석, 이외의 방청제를 포함하여 이루어지고, 제2 방청 보호층은 아연 및/또는 주석을 포함해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 제조 방법으로 했다. 이에 의해, 태양 전지용 집전 시트의 제조 공정 중에 있어서의 제1 방청 보호층의 완전 제거와, 그 후의 공정에서의 제2 방청 보호층의 형성을 가능하게 했다. 따라서, 방청을 위한 표면 처리 양태의 여하에도 불구하고, 양호한 땜납 가공 적성을 구비한 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
(6) 또, 제1 방청 보호층 제거 공정과, 제2 방청 보호층 형성 공정이, 동일 생산 설비 내에서 연속적으로 행해지는 제조 방법으로 했다. 이에 의해, 제1 방청 보호층 제거 공정 후에 있어서의 구리박의 산화를 보다 확실하게 방지할 수 있다.
(7) 또, 제1 방청 보호층 제거 공정을 산성의 세정제를 사용한 화학 연마에 의해 제1 방청 보호층을 제거하는 공정으로 했다. 이에 의해, 제1 방청 보호층의 제거를, 보다 완전히 행할 수 있다.
(8) 또, 제2 방청 보호층이, 아연을 포함해서 이루어지는 층이며, 구리박 표면 위로의 아연의 부착량을 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하로 했다. 이에 의해, 도전층을 구성하는 구리박의 방청성과 땜납 가공 적정을 양립할 수 있다. 따라서, 양호한 땜납 가공 적성을 구비한 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
(9) 또, 제1 방청 보호층을 크롬 및 아연을 포함하는 층으로 했다. 이에 의해, 비교적 저비용으로 입수 가능한 범용적인 도전성 기재를 사용한 경우라도, 땜납 가공 적성이 우수한 태양 전지용 집전 시트를 제조할 수 있다.
(10) 또, 상기 제조 방법에 의해 태양 전지용 집전 시트를 제조하는 태양 전지용 집전 시트 제조 공정과, 상기 태양 전지용 집전 시트 제조 공정에서 제조된 상기 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 표면에, 태양 전지 소자의 전극을 땜납 가공에 의해 접합하는 땜납 접합 공정과, 상기 땜납 접합 공정에서 접합된 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트를 포함해서 이루어지는 접합체와 태양 전지 모듈을 구성하는 그 외의 부재를 적층해서 일체화하는 모듈 일체화 공정을 구비하는 태양 전지 모듈의 제조 방법에 따르면, 태양 전지용 집전 시트가 양호한 땜납 가공 적성을 구비하는 것임으로써, 땜납 쇼트를 적절하게 억제할 수 있고, 또, 내구성에 있어서도 우수한 태양 전지 모듈을 제조할 수 있다.
이상, 본 발명의 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 사용하는 도전성 기재, 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법, 태양 전지 모듈의 제조 방법에 대해서, 그 실시 형태 및 실시 양태를 나타내서 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태 및 실시 양태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 구성의 범위에서 적절히 변경을 더해서 실시할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<시험예 1>
실시예, 비교예로서, 하기와 같이, 태양 전지용 집전 시트의 평가용 시료(이하, 간단히 「시료」라고도 함)를 제작하고, 각각의 시료에 대해서, 땜납 밀착 적성과 방청성을 평가했다.
전해 제박법에 의해 얻어지는 두께 25㎛인 구리박의 광택면에, 아연 전해 도금에 의해 부착량 30㎎/㎡인 아연층이 형성된 도전성 기재를, 시트 형상으로 성형된 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)(두께 50㎛)의 기재 표면에 드라이 라미네이트법에 의해 적층한 적층체를 사용했다. 이 적층체 표면에 드라이 필름을 사용해서, 두께 80㎛, 폭 150㎜, 길이 150㎜인 에칭 마스크를 제작했다.
그 후, 온도 45℃, 농도 250g/L인 염화 제2철 수용액을 에칭액으로서, 상기 에칭 마스크가 형성된 적층 시트를 이 에칭액에 약 2분간 침지하고, 계속해서, 순수로 세정했다. 이에 의해, 에칭 마스크로 피복되어 있지 않은 부분의 도전성 기재가 제거되었다.
이어서 박리 공정으로서, 상기 에칭 처리를 거친 적층체를, 온도 40℃, 농도 1.5g/L인 가성 소다 수용액인 박리액에, 표 1 기재의 시간만큼 침지했다. 계속해서, 순수로 세정했다. 이에 의해, 도전성 기재를 포함해서 이루어지는 폭 150㎜, 길이 150㎜인 배선 패턴이 기재 표면에 형성되었다. 배선 패턴의 방청 보호층(아연층)에 포함되는 아연의 양을 원자 흡광 분석에 의해 정량한 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1에 기재한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 태양 전지용 집전 시트의 평가용 시료 각각에 대해서, 땜납 밀착 적성을 시험했다. 시험에 사용한 땜납은, 합금 성분으로서 주석 42%, 비스무트 57%, 은 1%를 포함하는 것이며(타무라가겐 가부시끼가이샤 제조의 형식 TCAP-5405), 태양 전지용 집전 시트면의 전체면에 땜납을 도포한 후, 태양 전지용 집전 시트를 핫 플레이트에서 땜납 용융 온도인 160 내지 170℃로 되도록 가열 용융시켰다. 이에 의해, 땜납의 합금 성분은, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 부분으로 이행하였다. 땜납 밀착 적성의 평가는, 육안에 의해 행하여, 이하의 기준에 따랐다.
A : 땜납이 배선 패턴에 퍼져서, 양호한 습윤성을 나타냈다
B : 땜납이 배선 패턴 표면에 고조되게 부착되었지만, 밀착성은 양호했다
C : 땜납이 배선 패턴 표면에 고조되게 부착되고, 밀착성은 불량했다
표 1에 기재한 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 태양 전지용 집전 시트의 평가용 시료 각각에 대해서, 85℃, 85%RH에서 24시간 방치함으로써, 방청성을 평가했다. 방청성의 평가는, 육안에 의해 행하여, 이하의 기준에 따랐다.
A : 배선 패턴 표면에 흐려짐이 생기지 않는다
B : 배선 패턴 표면의 금속 광택이 약간 저하했다
C : 배선 패턴이 부분적으로 변색되었다
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 방청 보호층에 포함되는 아연의 양이 5 내지 15㎎/㎡인 실시예 1 내지 3의 태양 전지용 집전 시트에서는, 땜납 밀착 적성 및 방청성을 양립할 수 있는 데 반해, 비교예 1 및 2에서는, 땜납 밀착 적성 또는 방청성 중 어느 하나를 만족할 수 없는 것을 알 수 있다. 이것으로부터, 본 발명의 도전성 기재를 사용한 태양 전지용 집전 시트의 유효성을 확인할 수 있다.
<시험예 2>
방청 보호층에 포함되는 아연의 양을 하기의 표 2에 나타내는 양으로 한 것 이외에는, 시험예 1과 마찬가지로 해서, 실시예 4 내지 7, 비교예 3 내지 4의 태양 전지용 집전 시트의 평가용 시료를 얻었다. 이어서, 각각의 태양 전지용 집전 시트 위에, 6㎜ 직경의 스크린을 사용해서 땜납을 원형 형상으로 도포했다. 그 후, 태양 전지용 집전 시트를 핫 플레이트에서 땜납 용융 온도인 160 내지 170℃로 되도록 가열 용융시키고, 그 후 방치에 의해 냉각했다.
이때, 땜납은 표면 장력에 의해 구리 표면 상, 단면에서 볼 때 대략 볼록 반구 형상(돔 형상)을 형성했다. 이 높이를 마이크로미터로 계측해서 땜납 고조 높이로 하였다(N=3의 평균값). 또, 스폿마다의 땜납 도포량을 별도로 측정하여, 단위 질량당 땜납 고조 높이를 구했다. 또, 습윤성의 외관 육안 상태를 시험예 1과 마찬가지로 3단계로 나타냈다. 이 결과를 통합해서 표 2에 나타낸다. 또, 도 8에는, 횡축에 방청 보호층에 포함되는 아연양, 종축에 단위 질량당 땜납 고조 높이로서 양자의 관계를 그래프로 나타냈다.
Figure pct00002
표 2와 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 범위 내 및 바람직한 범위 내의 아연량으로 습윤성이 양호해지는 것을 이해할 수 있다. 또한, 아연량이 제로인 경우(비교예 4)에는, 측정 개시 시에, 구리 표면에 녹이 발생하고 있어 평가를 행하지 않았다. 이로 인해, 표 2에 있어서, 습윤성 육안 평가를 「-」라고 표기했다.
또, 표 2와 도 8로부터, 땜납을 스폿 형상으로 도포해서 용융 냉각하고, 그 땜납 고조 높이가 습윤성의 지표로서 적합한 것이 판명되었다. 또한, 스폿마다의 도포량을 일정하게 하는 것이 곤란한 경우에는, 땜납 도포량을 측정해서 단위 질량당 땜납 고조 높이로 하면 정밀도가 더욱 향상된다. 이 실시예에 있어서는, 아연량 20㎎ 부근(땜납 고조 높이 10㎛ 부근)에 습윤성의 임계점이 있는 것을 이해할 수 있다. 이 방법을 사용함으로써 고조 높이의 측정만으로 간이적으로 습윤성을 비교할 수 있어 평가 방법으로도 매우 유익하다.
<시험예 3>
전해 제박법에 의해 얻어지는 두께 25㎛인 구리박의 광택면에, 전해 도금에 의해 부착량 5㎎/㎡인 아연층 및 그 상층에 부착량 2㎎/㎡인 크롬층이 더 형성된 도전성 기재를, 시험예 1과 동일한 기재의 표면에 드라이 라미네이트법에 의해 적층한 적층체를 사용했다. 이 적층체 표면에 드라이 필름을 사용해서, 시험예 1과 마찬가지로 두께 80㎛, 폭 150㎜, 길이 150㎜인 에칭 마스크를 제작했다.
그 후, 시험예 1과 같은 방법, 같은 조건으로 에칭 마스크로 피복되어 있지 않은 부분의 도전성 기재를 제거했다.
이어서 박리 공정으로서, 상기 에칭 처리를 거친 적층체를, 온도 40℃, 농도 1.5g/L인 가성 소다 수용액인 박리액에, 실시예 1과 마찬가지로 90초간만 침지했다. 계속해서, 순수로 세정했다. 이에 의해, 도전성 기재를 포함해서 이루어지는 폭 150㎜, 길이 150㎜인 배선 패턴이 기재 표면에 형성되었다. 배선 패턴의 방청 보호층의 표층에 포함되는 크롬의 양을 원자 흡광 분석에 의해 정량한 바, 크롬의 부착량은 2㎎/㎡였다.
이 크롬층을 구비하는 태양 전지용 집전 시트에 대해서, 상기 시험예 1에 기재된 시험 방법 및 평가 기준으로, 땜납 밀착 적성 및 방청성을 평가했다. 결과는, 모두, 방청성에 대해서는 A이며, 땜납 밀착성에 대해서는 C라는 결과였다.
<시험예 4>
실시예, 비교예 및 참고예로서, 하기와 같이, 태양 전지용 집전 시트의 평가용 시료(이하, 간단히 「시료」라고도 함)를 제작하고, 각각의 시료에 대해서, 땜납 가공 적성과 방청성을 평가했다.
[적층 공정]
실시예 8, 비교예 5 내지 7 및 참고예 1, 2의 시료를 제작하기 위해서, 하기의 수지 기재에 하기의 도전성 기재를 드라이 라미네이트법에 의해 적층해서 적층체로 했다.
수지 기재 : 시트 형상으로 성형된 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)(두께 50㎛).
도전성 기재 : 25㎛인 구리박 표면에 아연 도금에 의한 부착량 20㎎/㎡인 아연층 및 크롬 도금에 의한 부착량 2㎎/㎡인 크롬층이, 제1 방청 보호층으로서 형성되어 있는 것.
[에칭 공정]
또한, 이들 적층체 표면에 드라이 필름을 사용해서, 두께 15㎛, 폭 150㎜, 길이 150㎜인 에칭 마스크를 제작했다. 그 후, 온도 45℃, 농도 250g/L인 염화 제2철 수용액을 에칭액으로 해서, 상기 에칭 마스크가 형성된 적층체를 이 에칭액에 약 2분간 침지하고, 계속해서, 순수로 세정했다. 이에 의해, 에칭 마스크로 피복되어 있지 않은 부분의 도전성 기재가 제거되었다.
[박리 처리]
이어서, 박리 처리로서, 상기 에칭 공정을 거친 적층체를, 온도 40℃, 농도 1.0g/L인 가성 소다 수용액인 박리액에, 하기의 표 3에 기재된 시간만큼 침지했다. 계속해서, 순수로 세정했다. 이에 의해, 구리박을 포함해서 이루어지는 도전층 및 아연을 포함해서 이루어지는 표면 처리층이 형성된 폭 150㎜, 길이 150㎜인 배선 패턴이 기재 표면에 형성되었다.
[제1 방청 보호층 제거 공정]
이어서, 제1 방청 보호층 제거 공정으로서, 상기 박리 처리를 거친 적층체의 도전성 기재 표면에 형성되어 있는 제1 방청 보호층을 화학 연마 처리에 의해 제거했다. 화학 연마 처리는, 황산 15 내지 20%, 과산화수소수 10 내지 15%의 세정제의 원액(맥 가부시끼가이샤 제조 맥 브라이트 CA-5330H를 사용)을 이온 교환수로 2배 희석 후, 상온에서 30초간 침지시킴으로써 행하였다. 단, 비교예 1의 시료로 하는 적층체에 대해서는, 이 제1 방청 보호층 제거 공정을 행하지 않았다.
[제2 방청 보호층 형성 공정]
이어서, 제2 방청 보호층 형성 공정으로서, 상기 제1 방청 보호층 제거 공정을 거친 실시예 및 비교예 2, 참고예 1, 2의 시료로 하는 적층체의 도전성 기재 표면에, 무전해 도금에 의해 제2 방청 보호층을 형성했다. 무전해 도금은 40℃의 아연 도금액에, 각각 표 1에 나타내는 시간만큼 침지시킴으로써 행하였다. 또한, 실시예 및 참고예 1, 2에 대해서는, 이 제2 방청 보호층 형성 공정을, 제1 방청 보호층 제거 공정 종료 후 1분 후에 연속해서 행하고, 비교예 2에 대해서는 제1 방청 보호층 제거 공정 종료 후 3시간 방치 후에 행하였다.
제2 방청 보호층 형성 공정을 거친 실시예, 비교예 2 및 참고예 1, 2의 시료에 대해서, 제2 방청 보호층에 포함되는 아연의 양을 원자 흡광 분석에 의해 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 제1 방청 보호층을 제거하지 않은 비교예 1의 시료에 대해서 방청 보호층의 표층에 포함되는 크롬의 양을 원자 흡광 분석에 의해 정량한 바, 크롬의 부착량은 2㎎/㎡였다.
이상과 같이 제작한 실시예, 비교예 및 참고예의 각 시료에 대해서, 땜납 밀착 적성을 시험했다. 시험에 사용한 땜납은, 합금 성분으로서 주석 42%, 비스무트57%, 은 1%를 포함하는 것이며(타무라가겐 가부시끼가이샤 제조의 형식 TCAP-5405), 태양 전지용 집전 시트면의 전체면에 땜납을 도포한 후, 태양 전지용 집전 시트를 핫 플레이트에서 땜납 용융 온도인 160 내지 170℃로 되도록 가열 용융시켰다. 이에 의해, 땜납의 합금 성분은, 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 부분으로 이행하였다. 땜납 밀착 적성의 평가는, 육안에 의해 행하여, 이하의 기준에 따랐다. 결과를 표 1에 나타낸다.
A : 땜납이 배선 패턴에 퍼져서, 양호한 습윤성을 나타냈다
B : 땜납이 배선 패턴 표면에 고조되게 부착되었지만, 밀착성은 양호했다
C : 땜납이 배선 패턴 표면에 고조되게 부착되고, 밀착성은 불량했다
이상과 같이 제작한 실시예, 비교예 및 참고예의 각 시료에 대해서, 방청성을 시험했다. 시험은 각 시료에 대해서, 85℃, 85%RH에서 24시간 방치함으로써 행하고, 방청성의 평가는 육안에 의해 행하여, 이하의 기준에 따랐다.
A : 배선 패턴 표면에 흐려짐이 생기지 않는다
B : 배선 패턴 표면의 금속 광택이 약간 저하했다
C : 배선 패턴이 부분적으로 변색되었다
Figure pct00003
표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제2 제조 방법에 의해 제조된 실시예 8의 시료는, 바람직한 땜납 밀착 적성 및 바람직한 방청성을 겸비하는 것인 데 반해, 본 발명의 제2 제조 방법의 구성 요건 중 어느 하나를 빠뜨린 제조 방법으로 제조한 비교예 5 내지 6에서는, 땜납 밀착 적성 또는 방청성 중 어느 하나를 만족하지 못하는 것을 알 수 있다. 또, 참고예 1, 2의 평가 결과로부터, 제2 방청 보호층에 포함되는 아연의 함유량은, 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 것이, 바람직한 것을 알 수 있다. 이상으로, 본 발명의 제2 제조 방법에 의해 제조한 태양 전지용 집전 시트의 유용성을 확인할 수 있다.
1 : 태양 전지용 집전 시트
10 : 적층체
10a : 제2 적층체
2 : 수지 기재
3 : 배선 패턴
30 : 도전성 기재
30a : 제2 도전성 기재
31 : 도전층
32 : 방청 보호층
33 : 배면 보호층
310 : 구리박
320 : 아연층
321 : 제1 방청 보호층
322 : 제2 방청 보호층
330 : 배면 아연층
331 : 배면 처리층
4 : 에칭 마스크
5 : 태양 전지 소자
6 : 투명 전면 기판
7 : 표면측 밀봉재 시트
8 : 이면측 밀봉재 시트
9 : 이면 보호 시트
100 : 태양 전지 모듈

Claims (10)

  1. 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴에 사용하는 도전성 기재로서,
    두께 10㎛ 내지 35㎛의 구리박의 적어도 한쪽 면에, 부착량으로서 20㎎/㎡를 초과하고 40㎎/㎡ 이하의 아연층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 기재.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구리박이 전해 제박으로 형성되어 있고,
    상기 구리박의 광택면에 상기 아연층이 형성되어 있는 도전성 기재.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아연층 위에는 하나 또는 복수의 기능 강화층이 더 형성되어 있고,
    상기 기능 강화층 중 어느 층에도 크롬을 함유하지 않는 도전성 기재.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 기재를 수지 기재와 적층해서 적층체를 얻는 적층 공정과,
    원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크를 상기 적층체의 표면에 형성한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 상기 에칭 마스크에 덮여 있지 않은 부분의 상기 도전성 기재를 제거하는 에칭 공정과,
    상기 에칭 공정 후에, 알칼리성 박리액을 사용해서 상기 에칭 마스크를 제거하는 박리 공정을 구비하는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법으로서,
    상기 박리 공정에 있어서, 상기 에칭 마스크를 박리함과 함께, 상기 아연층 표면의 일부를 상기 알칼리성 박리액으로 제거함으로써, 상기 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 방청 보호층을 상기 배선 패턴의 표면에 형성시키는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  5. 구리박 표면 위에 제1 방청 보호층이 형성되어 있는 도전성 기재와 수지 기재를 적층해서 적층체를 얻는 적층 공정과,
    원하는 배선 패턴의 형상으로 패터닝된 에칭 마스크를 상기 적층체의 표면에 제작한 후에 에칭 처리를 행함으로써, 상기 에칭 마스크에 덮여 있지 않은 부분의 상기 도전성 기재를 제거하는 에칭 공정과,
    상기 구리박 표면 위로부터 상기 제1 방청 보호층을 제거하는 제1 방청 보호층 제거 공정과,
    상기 제1 방청 보호층 제거 공정 후에, 상기 구리박 위에 제2 방청 보호층을 형성하는 제2 방청 보호층 형성 공정을 구비하고,
    상기 제1 방청 보호층은 적어도 아연 또는 주석, 이외의 방청제를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 방청 보호층은 아연을 포함하여 이루어지는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 방청 보호층 제거 공정과 상기 제2 방청 보호층 형성 공정이 동일 생산 설비 내에서 연속적으로 행해지는 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제1 방청 보호층 제거 공정이 산성의 세정제를 사용한 화학 연마에 의해 제1 방청 보호층을 제거하는 공정인 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 방청 보호층 형성 공정에서 형성되는 상기 제2 방청 보호층이 아연을 포함하여 이루어지는 층이며, 상기 구리박 표면 위로의 아연의 부착량이 0.5㎎/㎡를 초과하고 20㎎/㎡ 이하인 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 방청 보호층이 크롬 및 아연을 포함하는 층인 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법.
  10. 태양 전지 모듈의 제조 방법으로서,
    제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 태양 전지용 집전 시트의 제조 방법에 의해 태양 전지용 집전 시트를 제조하는 태양 전지용 집전 시트 제조 공정과,
    상기 태양 전지용 집전 시트 제조 공정에서 제조된 상기 태양 전지용 집전 시트의 배선 패턴 표면에, 태양 전지 소자의 전극을 땜납 가공에 의해 접합하는 땜납 접합 공정과,
    상기 땜납 접합 공정에서 접합된 태양 전지 소자와 태양 전지용 집전 시트를 포함하여 이루어지는 접합체와 태양 전지 모듈을 구성하는 그 외의 부재를 적층해서 일체화하는 모듈 일체화 공정을 구비하는 태양 전지 모듈의 제조 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170113193A (ko) * 2016-03-25 2017-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 유기태양전지 및 이의 제조방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104091761B (zh) * 2014-06-30 2017-02-08 京东方科技集团股份有限公司 一种图案化薄膜的制备方法、显示基板及显示装置
CN106604538A (zh) * 2016-12-13 2017-04-26 苏州城邦达力材料科技有限公司 一种柔性线路板及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066018A (ja) 1992-06-18 1994-01-14 Hitachi Ltd プリント基板及びその製造方法
JPH09326549A (ja) 1996-06-04 1997-12-16 Sanyo Electric Co Ltd プリント基板の防錆方法及びその基板
JP2000178787A (ja) 1998-12-14 2000-06-27 Nikko Materials Co Ltd 光沢面の耐酸化性に優れた銅箔及びその製造方法
JP2007081237A (ja) 2005-09-15 2007-03-29 Japan Gore Tex Inc 回路基板、および薄膜太陽電池とその製造方法
JP2010199228A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Hitachi Cable Ltd 太陽電池用配線部品及びその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP2010202891A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Nippon Steel Chem Co Ltd 表面処理銅箔及びその製造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3585010A (en) 1968-10-03 1971-06-15 Clevite Corp Printed circuit board and method of making same
JPS5687677A (en) 1979-12-19 1981-07-16 Nippon Mining Co Ltd Method of producing copper foil for printed circuit
JPS5687676A (en) 1979-12-19 1981-07-16 Nippon Mining Co Ltd Production of copper foil
JPH0732306B2 (ja) 1991-05-16 1995-04-10 福田金属箔粉工業株式会社 印刷回路用銅箔およびその製造方法
US5338619A (en) * 1991-05-16 1994-08-16 Fukuda Metal Foil And Powder Co., Ltd. Copper foil for printed circuits and method of producing same
JPH06112646A (ja) 1992-09-29 1994-04-22 Metsuku Kk 銅または銅合金表面の処理方法
JP3224704B2 (ja) 1994-12-05 2001-11-05 三井金属鉱業株式会社 有機防錆処理銅箔
JP2000280401A (ja) 1999-03-30 2000-10-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 樹脂付き銅箔
JP3768104B2 (ja) 2001-01-22 2006-04-19 ソニーケミカル株式会社 フレキシブルプリント基板
JP3332374B1 (ja) * 2001-11-30 2002-10-07 ディップソール株式会社 亜鉛及び亜鉛合金めっき上に六価クロムフリー防錆皮膜を形成するための処理溶液、六価クロムフリー防錆皮膜及びその形成方法。
JP3620510B2 (ja) * 2002-04-05 2005-02-16 ユケン工業株式会社 基材とその製造方法と自動車部品
JP2005340362A (ja) 2004-05-25 2005-12-08 Sharp Corp 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
JP4460026B2 (ja) 2007-11-14 2010-05-12 日鉱金属株式会社 抵抗膜層を備えた銅箔
KR100974373B1 (ko) * 2008-02-28 2010-08-05 엘에스엠트론 주식회사 인쇄회로용 동박의 표면처리 방법과 그 동박 및 도금장치
JP4907580B2 (ja) * 2008-03-25 2012-03-28 新日鐵化学株式会社 フレキシブル銅張積層板
US20110272006A1 (en) 2009-01-16 2011-11-10 Yasushi Sainoo Solar cell module and method for manufacturing solar cell module
JP5625393B2 (ja) 2009-11-18 2014-11-19 大日本印刷株式会社 配線シート及び太陽電池モジュール並びにこれらの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH066018A (ja) 1992-06-18 1994-01-14 Hitachi Ltd プリント基板及びその製造方法
JPH09326549A (ja) 1996-06-04 1997-12-16 Sanyo Electric Co Ltd プリント基板の防錆方法及びその基板
JP2000178787A (ja) 1998-12-14 2000-06-27 Nikko Materials Co Ltd 光沢面の耐酸化性に優れた銅箔及びその製造方法
JP2007081237A (ja) 2005-09-15 2007-03-29 Japan Gore Tex Inc 回路基板、および薄膜太陽電池とその製造方法
JP2010199228A (ja) * 2009-02-24 2010-09-09 Hitachi Cable Ltd 太陽電池用配線部品及びその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP2010202891A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Nippon Steel Chem Co Ltd 表面処理銅箔及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170113193A (ko) * 2016-03-25 2017-10-12 코오롱인더스트리 주식회사 유기태양전지 및 이의 제조방법

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