KR20160106004A - 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈 - Google Patents

백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈 Download PDF

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야스히꼬 나가이
신야 우에노야마
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Abstract

백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 있어서, 전극 간의 도통 신뢰성을 높일 수 있는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 제공한다. 본 발명은, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 사용되는 도전성 입자로서, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며, 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖고, 10％ 압축했을 때의 압축 회복률이 40％ 이상 80％ 이하이고, 50％ 압축했을 때의 압축 회복률이 3％ 이상 18％ 이하이다.

Description

백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈 {CONDUCTIVE PARTICLES FOR BACK CONTACT SOLAR CELL MODULES, CONDUCTIVE MATERIAL, AND SOLAR CELL MODULE}
본 발명은 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 사용되는 도전성 입자에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 도전성 입자를 사용한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료에 관한 것이다. 또한 본 발명은 상기 도전 재료를 사용한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 관한 것이다.
태양 전지 모듈의 방식으로서는 리본 방식 및 백 콘택트 방식 등이 있다. 종래, 리본 방식의 태양 전지 모듈이 주로 채용되고 있었다. 최근 들어, 고출력 및 고변환 효율을 기대할 수 있는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈 개발의 요청이 높아지고 있다.
백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에서는, 태양 전지 셀의 전체 면에서 태양 전지 셀과 플렉시블 프린트 기판을 접합하고 있다.
하기 특허문헌 1에서는, 복수의 태양 전지 셀을, 이면을 상방을 향하게 하여 모듈의 배치대로 병설하고, 추가로 인접하는 태양 전지 셀의 P형 전극과 N형 전극을 인터커넥터에 의하여 전기적으로 접속하여 일련의 태양 전지 셀을 얻는 제1 공정과, 전방면측의 보호 부재 상에, 밀봉재, 상기 일련의 태양 전지 셀, 밀봉재 및 배면측의 보호 부재를 이 순서대로 적층하고, 또한 일체화하는 제2 공정을 구비하는 태양 전지 모듈의 제조 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 1에서는, 플렉시블 프린트 기판의 배선 전극과 태양 전지 셀의 전극을, Cu, Ag, Au, Pt, Sn 또는 이들을 포함하는 합금 등에 의하여 접속하는 방법이 기재되어 있다.
또한 하기 특허문헌 2에는, 태양 전지 셀의 표면 전극에, 구상의 도전성 입자를 함유하는 도전성 접착제를 개재하여 탭 선의 일단부측을 배치하고, 또한 상기 태양 전지 셀과 인접하는 태양 전지 셀의 이면 전극에, 도전성 입자를 함유하는 도전성 접착제를 개재하여 상기 탭 선의 타단부측을 배치하는 공정과, 상기 탭 선을 상기 표면 전극 및 상기 이면 전극에 열 가압하고, 상기 도전성 접착제에 의하여 상기 탭 선을 상기 표면 전극 및 상기 이면 전극에 접속하는 공정을 갖는 태양 전지 모듈의 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 탭 선에서는, 상기 도전성 접착제와 접하는 1개의 면에 요철부가 형성되어 있다. 상기 요철부의 평균 높이(H)와 도전성 입자의 평균 입자 직경(D)은 D≥H를 만족시키고 있다.
또한 최근 들어, 플렉시블 프린트 기판의 배선 전극 상에 선택적으로 도전성 입자를 배치하는 것이 제안되어 있다.
하기 특허문헌 3에는, 기재와, 상기 기재의 한쪽 면에 접착제층을 개재하여 배치된 알루미늄 배선과, 상기 알루미늄 배선에 접속된 전극을 갖는 태양 전지 셀과, 상기 태양 전지 셀을 밀봉하는 밀봉재와, 상기 밀봉재의 알루미늄 배선과는 반대측의 면에 투광성 전방면판을 구비한 태양 전지 모듈의 제조 방법이 개시되어 있다. 특허문헌 3에 기재된 제조 방법은, 상기 알루미늄 배선의 산화 피막을 플럭스에 의하여 미리 제거하는 공정과, 알루미늄 페이스트 땜납을 인쇄 또는 디스펜서에 의하여 상기 알루미늄 배선에 도포하는 공정과, 상기 알루미늄 배선 및 상기 태양 전지 셀의 전극을 상기 알루미늄 페이스트 땜납에 의하여 접속하는 공정을 구비한다. 상기 알루미늄 페이스트 땜납은, 알루미늄의 분체와, 합성 수지를 포함한다.
일본 특허 공개 제2005-11869호 공보 일본 특허 공개 제2012-204388호 공보 일본 특허 공개 제2013-63443호 공보
태양 전지 셀의 전극 표면에는 요철이 존재하는 경우가 있다. 또한 플렉시블 프린트 기판의 배선 전극의 표면에도 요철이 존재하는 경우가 있다. 특허문헌 3에 기재된 알루미늄 페이스트 땜납을 사용했을 경우에는, 전극 표면의 요철에 기인하여 전극의 표면에 알루미늄 페이스트 땜납이 충분히 접촉하지 않는 경우가 있다. 이 때문에 전극 간의 도통 신뢰성이 낮아지는 경우가 있다.
또한 특허문헌 3에도 기재되어 있는 바와 같이, 최근 들어, 구리 배선 전극은 고가이기 때문에 알루미늄 배선 전극을 사용하는 요청이 높아지고 있다. 그러나 알루미늄 배선 전극에서는 표면에 산화막이 형성되기 쉽다. 이 때문에 도통 신뢰성의 저하가 큰 문제로 되기 쉽다. 특허문헌 1 내지 3에 기재된 도전 재료에서는, 특히 알루미늄 배선 전극을 전기적으로 접속했을 경우에는, 도통 신뢰성을 충분히 높이는 것은 곤란하다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 있어서, 전극 간의 도통 신뢰성을 높일 수 있는 도전성 입자를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 상기 도전성 입자를 사용한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료를 제공하는 것이다. 또한 본 발명은 상기 도전 재료를 사용한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 사용되는 도전성 입자로서, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며, 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖고, 10％ 압축했을 때의 압축 회복률이 40％ 이상 80％ 이하이고, 50％ 압축했을 때의 압축 회복률이 3％ 이상 18％ 이하인, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자가 제공된다.
본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 복수의 상기 돌기의 평균 높이가 50㎚ 이상 600㎚ 이하이다.
본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 복수의 상기 돌기의 평균 높이의 상기 도전부의 두께에 대한 비가 0.5 이상 4.0 이하이다.
본 발명에 따른 도전성 입자는, 배선 전극을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판 또는 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름과, 전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀의, 상기 배선 전극과 상기 전극을 전기적으로 접속하기 위하여 적절히 사용된다.
본 발명에 따른 도전성 입자의 어느 특정한 국면에서는, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름의 상기 배선 전극이 알루미늄 배선 전극이거나, 또는 상기 태양 전지 셀의 상기 전극이 알루미늄 전극이다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 상술한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료가 제공된다.
본 발명에 따른 도전 재료의 어느 특정한 국면에서는, 상기 바인더 수지가 열경화성 화합물과 열경화제를 포함한다.
본 발명의 넓은 국면에 따르면, 배선 전극을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판 또는 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름과, 전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀과, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름과 상기 태양 전지 셀을 접속하고 있는 접속부를 구비하며, 상기 접속부가, 상술한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료에 의하여 형성되어 있고, 상기 배선 전극과 상기 전극이 상기 도전성 입자에 의하여 전기적으로 접속되어 있는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈이 제공된다.
본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하고 있으며, 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖고, 10％ 압축했을 때의 압축 회복률이 40％ 이상 80％ 이하이고, 50％ 압축했을 때의 압축 회복률이 3％ 이상 18％ 이하이므로, 전극 간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 사용하여 얻어지는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 도 4에 도시하는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈의 제1 제조 방법의 각 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6의 (a) 내지 (c)는 도 4에 도시하는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈의 제2 제조 방법의 각 공정을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 본 발명의 상세를 설명한다.
(백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자)
본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자는, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비한다. 본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자는 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는다. 본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 회복률은 40％ 이상 80％ 이하이다. 본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 50％ 압축했을 때의 압축 회복률은 3％ 이상 18％ 이하이다.
본 발명에서는 상술한 구성이 구비되어 있으므로, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 있어서 전극 간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
예를 들어 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에서는, 배선 전극을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판 또는 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름과, 전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀의, 상기 배선 전극과 상기 전극이 전기적으로 접속된다.
상기 도전성 입자가, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 가짐으로써, 전극 간의 간격을 고정밀도로 제어할 수 있다. 또한 전극 간의 간격의 변동에 대응하여 도전성 입자가 변형되기 쉬우므로, 전극 간의 도통 신뢰성을 높일 수 있다. 그 결과, 초기의 에너지 변환 효율 및 신뢰성 시험 후의 에너지 변환 효율을 높일 수 있다.
또한 상기 도전성 입자가 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 가짐으로써, 도전부의 표면 및 전극의 표면에 산화막이 형성되어 있었다고 하더라도 돌기에 의하여 산화막이 찢어진다. 이로 인하여 전극 간의 도통 신뢰성이 높아진다.
또한 태양 전지 셀의 전극 표면에는 요철이 존재하는 경우가 있다. 또한 플렉시블 프린트 기판 또는 수지 필름의 배선 전극의 표면에도 요철이 존재하는 경우가 있다. 이 때문에 전극 간의 간격이 균일하지 않은 경우가 있다. 또한 플렉시블 프린트 기판 또는 수지 필름은 비교적 유연하기 때문에, 접속 후에 플렉시블 프린트 기판 또는 수지 필름의 변형에 수반하여 전극 간의 간격이 균일하지 않은 경우가 있다. 이에 비하여, 50％ 압축했을 때의 압축 회복률이 상기 특정한 범위에 있음으로써, 전극 간의 간격이 좁은 영역에서는 도전성 입자의 변형에 의한 반발 응력이 과잉으로 되지 않아, 전극과의 접촉이 안정적으로 유지되기 쉬워진다. 또한 10％ 압축했을 때의 압축 회복률이 상기 특정한 범위에 있음으로써, 전극 간의 간격이 넓은 영역에서는 도전성 입자와 전극이 접촉하기 쉬워진다. 또한 상기 도전성 입자가 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 가짐으로써, 전극 간의 간격이 좁은 영역에서는 돌기가 눌려 찌부러지거나 또는 전극을 찢거나 함으로써 도통이 행해지고, 전극 간의 간격이 넓은 영역에서는 돌기의 선단부 근방에서 도통이 행해진다. 이로 인하여, 상기 도전성 입자가 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 가짐으로써 도통 신뢰성을 높일 수 있다.
또한 도전성 입자가 도전부의 외표면(도전성의 표면)에 돌기를 갖고 있으면 상기 돌기는 전극에 매립된다. 이 때문에, 태양 전지 모듈에 충격이 가해지더라도 접속 불량이 발생하기 어려워진다. 이로 인하여 도통 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있어, 태양 전지 모듈에 있어서의 광전 변환 효율을 높일 수 있다.
백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈의 전극 간을 전기적으로 접속하기 위하여, 도전부의 외표면(도전성의 표면)에 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용함으로써 상기 효과가 얻어지는 것은, 본 발명자들에 의하여 처음으로 발견되었다. 특히 상기 도전성 입자에 있어서의 복수의 상기 돌기의 평균 높이가 1㎚ 이상 900㎚ 이하인 것에 의하여, 상기 효과가 한층 더 효과적으로 발휘된다. 또한 상기 도전성 입자에 있어서의 복수의 상기 돌기의 평균 높이가 50㎚ 이상 600㎚ 이하인 것에 의하여, 상기 효과가 한층 더 효과적으로 발휘된다. 또한 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈 전극 간을 전기적으로 접속하기 위하여, 도전성 입자가 도전부의 외표면에 돌기를 갖는 것의 중요성이나 기술적 의의에 대해서는, 본 발명자들에 의하여 처음으로 발견되었다.
이하, 도면을 참조하면서, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 사용되는 도전성 입자에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 이하의 실시 형태에 있어서 상이한 부분 구성은 서로 치환 가능하다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 1에 도시하는 도전성 입자(21)는, 기재 입자(22)와, 기재 입자(22)의 표면 상에 배치된 도전부(23)를 갖는다. 도전부(23)는 도전층이다. 도전부(23)는 기재 입자(22)의 표면을 덮고 있다. 도전부(23)는 기재 입자(22)에 접하고 있다. 도전성 입자(21)는, 기재 입자(22)의 표면이 도전부(23)에 의하여 피복된 피복 입자이다.
도전성 입자(21)는 도전부(23)의 외표면에 복수의 돌기(21a)를 갖는다. 도전부(23)는 외표면에 복수의 돌기(23a)를 갖는다.
도전성 입자(21)는 기재 입자(22)의 표면 상에 복수의 코어 물질(24)을 갖는다. 도전부(23)는 기재 입자(22)와 코어 물질(24)을 피복하고 있다. 코어 물질(24)을 도전부(23)가 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(21)는 도전부(23)의 외표면에 복수의 돌기(21a)를 갖는다. 코어 물질(24)에 의하여 도전부(23)의 외표면이 융기되어 있어, 복수의 돌기(21a, 23a)가 형성되어 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 2에 도시하는 도전성 입자(21A)는, 기재 입자(22)와, 기재 입자(22)의 표면 상에 배치된 도전부(23A)를 갖는다. 도전부(23A)는 도전층이다. 도전성 입자(21)와 도전성 입자(21A)는 코어 물질(24)의 유무만이 상이하다. 도전성 입자(21A)는 코어 물질을 갖지 않는다.
도전성 입자(21A)는 도전부(23A)의 외표면에 복수의 돌기(21Aa)를 갖는다. 도전부(23A)는 외표면에 복수의 돌기(23Aa)를 갖는다.
도전부(23A)는, 제1 부분과, 상기 제1 부분보다도 두께가 두꺼운 제2 부분을 갖는다. 따라서 도전부(23A)는 외표면(도전층의 외표면)에 돌기(23Aa)를 갖는다. 복수의 돌기(21Aa, 23Aa)를 제외한 부분이 도전부(23A)의 상기 제1 부분이다. 복수의 돌기(21Aa, 23Aa)는, 도전부(23A)의 두께가 두꺼운 상기 제2 부분이다.
도전성 입자(21A)와 같이 돌기(21Aa, 23Aa)를 형성하기 위하여, 반드시 코어 물질을 사용하지는 않을 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 도시하는 단면도이다.
도 3에 도시하는 도전성 입자(21B)는, 기재 입자(22)와, 기재 입자(22)의 표면 상에 배치된 도전부(23B)를 갖는다. 도전부(23B)는 도전층이다. 도전부(23B)는, 기재 입자(22)의 표면 상에 배치된 제1 도전부(23Bx)와, 제1 도전부(23Bx)의 표면 상에 배치된 제2 도전부(23By)를 갖는다.
도전성 입자(21B)는 도전부(23B)의 외표면에 복수의 돌기(21Ba)를 갖는다. 도전부(23B)는 외표면에 복수의 돌기(23Ba)를 갖는다.
도전성 입자(21B)는 제1 도전부(23Bx)의 표면 상에 복수의 코어 물질(24)을 갖는다. 제2 도전부(23By)는 제1 도전부(23Bx)와 코어 물질(24)을 피복하고 있다. 기재 입자(22)와 코어 물질(24)은 간격을 두고 배치되어 있다. 기재 입자(22)와 코어 물질(24) 사이에는 제1 도전부(23Bx)가 존재한다. 코어 물질(24)을 제2 도전부(23By)가 피복하고 있음으로써, 도전성 입자(21B)는 도전부(23B)의 외표면에 복수의 돌기(21Ba)를 갖는다. 코어 물질(24)에 의하여 도전부(23B) 및 제2 도전부(23By)의 표면이 융기되어 있어, 복수의 돌기(21Ba, 23Ba)가 형성되어 있다.
도전성 입자(21B)와 같이 도전부(23B)는 다층 구조를 갖고 있을 수도 있다. 또한 돌기(21Ba, 23Ba)를 형성하기 위하여, 코어 물질(24)을 내층의 제1 도전부(23Bx) 상에 배치하고, 외층의 제2 도전부(23By)에 의하여 코어 물질(24) 및 제1 도전부(23Bx)를 피복할 수도 있다.
또한 도전성 입자(21, 21A, 21B)는 모두 도전부(23, 23A, 23B)의 외표면에 복수의 돌기(21a, 21Aa, 21Ba)를 갖는다. 도전성 입자(21, 21A, 21B)는 모두 상기 압축 회복률이 상술한 특정한 범위에 있다.
상기와 같은 도전성 입자(21, 21A, 21B) 등을 사용하여, 본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈이 제작된다. 단, 도전성 입자가, 기재 입자와, 상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 갖고, 또한 상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 가지며, 또한 상기 도전성 입자의 압축 탄성률이 상술한 특정한 범위에 있으면, 도전성 입자(21, 21A, 21B) 이외의 도전성 입자를 사용할 수도 있다.
다음으로, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 사용하여 얻어지는 태양 전지 모듈의 일례에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4에 본 발명의 일 실시 형태에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자를 사용하여 얻어지는 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈을 단면도로 도시한다.
도 4에 도시하는 태양 전지 모듈(1)은, 플렉시블 프린트 기판(2)과, 태양 전지 셀(3)과, 플렉시블 프린트 기판(2)과 태양 전지 셀(3)을 접속하고 있는 접속부(4)를 구비한다. 접속부(4)는, 도전성 입자(21)를 포함하는 도전 재료에 의하여 형성되어 있는 제1 접속부와, 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료에 의하여 형성되어 있는 제2 접속부를 갖는다. 도전성 입자(21) 대신 도전성 입자(21A, 21B) 등을 사용할 수도 있다. 상기 접속부는, 도전성 입자(21)를 포함하는 도전 재료만에 의하여 형성되어 있을 수도 있다.
또한 태양 전지 모듈(1)에서는, 플렉시블 프린트 기판(2)의 접속부(4)측과는 반대측의 표면에 백시트(5)가 배치되어 있다. 태양 전지 셀(3)의 접속부(4)측과는 반대의 표면에 밀봉재(6)가 배치되어 있다. 밀봉재(6)의 태양 전지 셀(3)측과는 반대의 표면에 투광성 기판 등이 배치되어 있을 수도 있다.
플렉시블 프린트 기판(2)은 표면(상면)에 복수의 배선 전극(2a)을 갖는다. 태양 전지 셀(3)은 표면(하면, 이면)에 복수의 전극(3a)을 갖는다. 배선 전극(2a)과 전극(3a)이 1개 또는 복수의 도전성 입자(21)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 따라서 플렉시블 프린트 기판(2)과 태양 전지 셀(3)이 도전성 입자(21)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 상기 제1 접속부는 배선 전극(2a)과 전극(3a) 사이에 배치되어 있다. 상기 제2 접속부는, 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a)이 설치되어 있지 않은 부분과, 태양 전지 셀(3)의 전극(3a)이 설치되어 있지 않은 부분 사이에 배치되어 있다. 상기 제2 접속부는 배선 전극(2a)과 전극(3a) 사이에도 배치되어 있을 수도 있다.
배선 전극(2a)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(2) 대신, 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름을 사용할 수도 있다.
도 4에 도시하는 태양 전지 모듈은, 예를 들어 이하의 도 5의 (a) 내지 (c)에 도시하는 공정을 거쳐 얻을 수 있다.
배선 전극(2a)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(2)을 준비한다. 또한 도전성 입자(21)와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료(4A)를 준비한다. 본 실시 형태에서는, 바인더 수지가 열경화성 화합물과 열경화제를 포함하고, 열경화성을 갖는 도전 재료(4A)를 사용하고 있다. 도전 재료(4A)는 접속 재료이기도 하다. 다음으로, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치한다(제1 배치 공정). 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a) 상 대신, 태양 전지 셀(3)의 전극(3a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치할 수도 있다.
본 실시 형태에서는, 상기 제1 배치 공정에서는 플렉시블 프린트 기판 상에, 전체에 균일하게 도전 재료를 도포하고 있지 않다. 가능한 한, 배선 전극 상을 노려 도전 재료를 배치하는 것이 바람직하고, 배선 전극 상에만 도전 재료를 배치하는 것이 바람직하다. 단, 플렉시블 프린트 기판의 배선 전극이 설치되어 있지 않은 부분에도 도전 재료가 배치되어 있을 수도 있다. 플렉시블 프린트 기판의 배선 전극이 설치되어 있지 않은 부분에 배치되는 도전 재료는 적을수록 좋다.
따라서 상기 제1 배치 공정에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름 상에 배치되는 도전 재료의 전체 100중량％ 중, 또는 상기 태양 전지 셀 상에 배치되는 도전 재료의 전체 100중량％ 중, 상기 배선 전극 상 또는 상기 전극 상에 배치되는 도전 재료의 양을, 바람직하게는 90중량％ 이상, 보다 바람직하게는 99중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 100중량％(전체 양)로 한다. 단, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름의 배선 전극 상과, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름의 배선 전극이 설치되어 있지 않은 부분에 균일하게 도전 재료를 배치할 수도 있다. 상기 태양 전지 셀의 전극 상과, 상기 태양 전지 셀의 전극이 설치되어 있지 않은 부분에 균일하게 도전 재료를 배치할 수도 있다.
배치 정밀도를 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 도전 재료의 배치는 인쇄 또는 디스펜서에 의한 도포에 의하여 행해지는 것이 바람직하다. 따라서 상기 도전 재료는 도전 페이스트인 것이 바람직하다. 단, 상기 도전 재료는 도전 필름일 수도 있다. 도전 필름을 사용하면, 배치 후의 도전 필름의 과도한 유동을 억제할 수 있다. 한편, 소정의 크기의 도전 필름을 준비할 필요가 생긴다.
또한 전극(3a)을 표면에 갖는 태양 전지 셀(3)을 준비한다. 또한 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료(4B)를 준비한다. 접속 재료(4B)는 열경화성 화합물과 열경화제를 포함한다. 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 태양 전지 셀(3)의 전극(3a)이 설치되어 있는 측의 표면에, 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료(4B)를 배치한다(제2 배치 공정). 또한 태양 전지 셀(3)의 전극(3a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치했을 경우에는, 배선 전극(2a)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판을 준비한다. 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a)이 설치되어 있는 측의 표면에, 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료(4B)를 배치한다(제2 배치 공정). 또한 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료를 배치하지 않을 수도 있다.
다음으로, 상기 제1 배치 공정에서 얻어지고 도전 재료(4A)가 배치된 플렉시블 프린트 기판(2)과, 상기 제2 배치 공정에서 얻어지고 접속 재료(4B)가 배치된 태양 전지 셀(3)을 접합하는 공정을 행한다. 즉, 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a)과 태양 전지 셀(3)의 전극(3a)이 도전성 입자(21)에 의하여 전기적으로 접속되도록 플렉시블 프린트 기판(2)과 태양 전지 셀(3)을 접합한다(접합 공정). 배선 전극(2a)과 전극(3a) 사이에는, 도전성 입자(21)를 포함하는 도전 재료(4A)가 배치되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극이 설치되어 있지 않은 부분과, 태양 전지 셀(3)의 전극이 설치되어 있지 않은 부분 사이에는, 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료(4B)가 배치되어 있다.
상기 접합 공정에 있어서, 가압하는 것이 바람직하다. 가압에 의하여 돌기가 도전부의 표면 또는 전극의 표면의 산화막을 효과적으로 찢는다. 그 결과, 도통 신뢰성을 한층 더 높일 수 있다. 상기 가압의 압력은 바람직하게는 9.8×104㎩ 이상, 바람직하게는 1.0×106㎩ 이하이다. 상기 가압의 압력이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 전극 간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다.
상기와 같이 하여, 도전 재료(4A) 및 접속 재료(4B)에 의하여 접속부(4)가 형성된다. 또한 필요에 따라 백시트(5)나 밀봉재(6)를 배치함으로써, 도 4에 도시하는 태양 전지 모듈(1)이 얻어진다.
또한 상기 접합 공정에 있어서, 도전 재료(4A) 및 접속 재료(4B)를 가열하는 것이 바람직하다. 가열에 의하여 도전 재료(4A) 및 접속 재료(4B)를 경화시켜, 경화된 접속부(4)를 형성할 수 있다.
상기 가열의 온도는 바람직하게는 50℃ 이상, 보다 바람직하게는 100℃ 이상, 더욱 바람직하게는 120℃ 이상, 특히 바람직하게는 150℃ 이상, 바람직하게는 220℃ 이하, 보다 바람직하게는 180℃ 이하이다. 상기 가열의 온도가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 경화를 충분히 진행시켜 접속 신뢰성을 효과적으로 높일 수 있다.
도 4에 도시하는 태양 전지 모듈은, 예를 들어 이하의 도 6의 (a) 내지 (c)에 도시하는 공정을 거쳐 얻을 수 있다.
배선 전극(2a)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(2)을 준비한다. 또한 도전성 입자(21)와 바인더 수지를 포함하는 도전 재료(4A)를 준비한다. 도 6의 (a)에 도시한 바와 같이 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치한다(제1 배치 공정). 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a) 상 대신, 태양 전지 셀(3)의 전극(3a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치할 수도 있다.
또한 도전성 입자를 포함하지 않는 접속 재료(4B)를 준비한다. 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a)이 설치되어 있지 않은 부분에 접속 재료(4B)를 배치한다(제2 배치 공정). 제1 배치 공정과 제2 배치 공정은, 제1 배치 공정이 먼저 행해질 수도 있고 제2 배치 공정이 먼저 행해질 수도 있다. 제1 배치 공정과 제2 배치 공정은 동시에 행해질 수도 있다.
또한 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이 전극(3a)을 표면에 갖는 태양 전지 셀(3)을 준비한다. 또한 태양 전지 셀(3)의 전극(3a) 상에 선택적으로 도전 재료(4A)를 배치했을 경우에는, 배선 전극(2a)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(2)을 준비한다.
다음으로, 상기 제1, 제2 배치 공정에서 얻어지고 도전 재료(4A) 및 접속 재료(4B)가 배치된 플렉시블 프린트 기판(2)과, 태양 전지 셀(3)을 접합하는 공정을 행한다. 도 6의 (c)에 도시한 바와 같이, 플렉시블 프린트 기판(2)의 배선 전극(2a)과 태양 전지 셀(3)의 전극(3a)이 도전성 입자(21)에 의하여 전기적으로 접속되도록 플렉시블 프린트 기판(2)과 태양 전지 셀(3)을 접합한다(접합 공정).
상기와 같이 하여, 도전 재료(4A) 및 접속 재료(4B)에 의하여 접속부(4)가 형성된다. 또한 필요에 따라 백시트(5)나 밀봉재(6)를 배치함으로써, 도 4에 도시하는 태양 전지 모듈(1)이 얻어진다.
상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름에 설치되어 있는 전극(배선 전극) 및 상기 태양 전지 셀에 설치되어 있는 전극으로서는 금 전극, 니켈 전극, 주석 전극, 알루미늄 전극, 구리 전극, 은 전극, 몰리브덴 전극 및 텅스텐 전극 등의 금속 전극을 들 수 있다. 그 중에서도 구리 전극(구리 배선 전극) 또는 알루미늄 전극(알루미늄 배선 전극)이 바람직하고, 알루미늄 전극(알루미늄 배선 전극)이 특히 바람직하다. 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름에 설치되어 있는 배선 전극이 알루미늄 배선 전극이거나, 또는 상기 태양 전지 셀에 설치되어 있는 전극이 알루미늄 전극인 것이 특히 바람직하다. 이 경우에, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름에 설치되어 있는 배선 전극과, 상기 태양 전지 셀에 설치되어 있는 전극 중, 한쪽만이 알루미늄에 의하여 형성되어 있을 수도 있고 양쪽이 알루미늄에 의하여 형성되어 있을 수도 있다. 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름에 설치되어 있는 배선 전극이 알루미늄 배선 전극일 수도 있고, 상기 태양 전지 셀에 설치되어 있는 전극이 알루미늄 전극일 수도 있다. 알루미늄 전극(알루미늄 배선 전극)을 사용하는 경우에 본 발명의 효과가 한층 더 발휘되며, 특히 도전성 입자의 돌기에 의한 효과가 한층 더 발휘된다.
이하, 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈의 다른 상세를 설명한다.
(도전성 입자)
상기 기재 입자로서는, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자, 유기 무기 혼성화 입자 및 금속 입자 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자는, 금속 입자를 제외한 기재 입자인 것이 바람직하고, 수지 입자, 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자인 것이 보다 바람직하다.
상기 기재 입자는, 수지에 의하여 형성된 수지 입자인 것이 바람직하다. 전극 간을 접속할 때는, 도전성 입자를 전극 간에 배치한 후, 일반적으로 도전성 입자를 압축시킨다. 기재 입자가 수지 입자이면 압축에 의하여 도전성 입자가 변형되기 쉬워, 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 커진다. 이로 인하여 전극 간의 도통 신뢰성이 높아진다.
상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서 다양한 유기물이 적절히 사용된다. 상기 수지 입자를 형성하기 위한 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리이소부틸렌, 폴리부타디엔 등의 폴리올레핀 수지; 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리알킬렌테레프탈레이트, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 페놀포름알데히드 수지, 멜라민포름알데히드 수지, 벤조구아나민포름알데히드 수지, 요소포름알데히드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 요소 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 포화 폴리에스테르 수지, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥시드, 폴리아세탈, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르술폰 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시켜 얻어지는 중합체 등이 사용된다. 에틸렌성 불포화기를 갖는 다양한 중합성 단량체를 1종 또는 2종 이상 중합시킴으로써, 도전 재료에 적합한 임의의 압축 시의 물성을 갖는 수지 입자를 설계 및 합성할 수 있다.
상기 수지 입자를, 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체를 중합시켜 얻는 경우에는, 상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 단량체로서는 비가교성의 단량체와 가교성의 단량체를 들 수 있다.
상기 비가교성의 단량체로서는, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 단량체; (메트)아크릴산, 말레산, 무수 말레산 등의 카르복실기 함유 단량체; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 세틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트 등의 알킬(메트)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 폴리옥시에틸렌(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 1,3-아다만탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 산소 원자 함유 (메트)아크릴레이트류; (메트)아크릴로니트릴 등의 니트릴 함유 단량체; 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; 아세트산비닐, 부티르산비닐, 라우르산비닐, 스테아르산비닐 등의 산비닐에스테르류; 에틸렌, 프로필렌, 이소프렌, 부타디엔 등의 불포화 탄화수소; 트리플루오로메틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 염화비닐, 불화비닐, 클로로스티렌 등의 할로겐 함유 단량체 등을 들 수 있다.
압축 특성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는 지방족 (메트)아크릴레이트가 바람직하고, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트 또는 1,3-아다만탄디올디(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
상기 가교성의 단량체로서는, 예를 들어 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤디(메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, (폴리)테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트 등의 다관능 (메트)아크릴레이트류; 트리알릴(이소)시아누레이트, 트리알릴트리멜리테이트, 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴아크릴아미드, 디알릴에테르, γ-(메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 트리메톡시실릴스티렌, 비닐트리메톡시실란 등의 실란 함유 단량체 등을 들 수 있다.
압축 특성을 한층 더 양호하게 하는 관점에서는 다관능(메트)아크릴레이트가 바람직하고, (폴리)테트라메틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트 또는 1,4-부탄디올디(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
상기 에틸렌성 불포화기를 갖는 중합성 단량체를 공지된 방법에 의하여 중합시킴으로써 상기 수지 입자를 얻을 수 있다. 이 방법으로서는, 예를 들어 라디칼 중합 개시제의 존재 하에서 현탁 중합하는 방법, 및 비가교의 종 입자를 사용하여 라디칼 중합 개시제와 함께 단량체를 팽윤시켜 중합하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자가, 금속 입자를 제외한 무기 입자 또는 유기 무기 혼성화 입자인 경우에는, 기재 입자의 재료인 무기물로서는 실리카 및 카본 블랙 등을 들 수 있다. 상기 무기물은 금속이 아닌 것이 바람직하다. 상기 실리카에 의하여 형성된 입자로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 가수분해성의 알콕시실릴기를 2개 이상 갖는 규소 화합물을 가수분해하여 가교 중합체 입자를 형성한 후에, 필요에 따라 소성을 행함으로써 얻어지는 입자를 들 수 있다. 상기 유기 무기 혼성화 입자로서는, 예를 들어 가교된 알콕시실릴 중합체와 아크릴 수지에 의하여 형성된 유기 무기 혼성화 입자 등을 들 수 있다.
상기 기재 입자가 금속 입자인 경우에는, 상기 금속 입자의 재료인 금속으로서는 은, 구리, 니켈, 규소, 금 및 티타늄 등을 들 수 있다. 단, 기재 입자는 금속 입자가 아닌 것이 바람직하다.
상기 기재 입자의 평균 입자 직경은 바람직하게는 0.5㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1㎛ 이상, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 100㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 50㎛ 이하, 특히 바람직하게는 30㎛ 이하이다. 상기 기재 입자의 평균 입자 직경은 20㎛ 이하일 수도 있다. 기재 입자의 평균 입자 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 도전성 입자를 사용하여 전극 간을 접속했을 경우에 도전성 입자와 전극의 접촉 면적이 충분히 커지고, 또한 도전층을 형성할 때 응집한 도전성 입자가 형성되기 어려워진다. 또한 도전성 입자를 개재하여 접속된 전극 간의 간격이 지나치게 커지지 않고, 또한 도전부가 기재 입자의 표면으로부터 박리되기 어려워진다. 태양 전지 셀 회로 표면의 요철의 영향을 흡수하는 관점에서, 상기 기재 입자의 평균 입자 직경은 10㎛ 이상이고 30㎛ 이하인 것이 바람직하다.
상기 기재 입자의 「평균 입자 직경」은 수 평균 입자 직경을 나타낸다. 수지 입자의 평균 입자 직경은, 임의의 수지 입자 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경에서 관찰하여 평균값을 산출함으로써 구해진다.
상기 도전부의 두께는 바람직하게는 5㎚ 이상, 보다 바람직하게는 10㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 20㎚ 이상, 특히 바람직하게는 50㎚ 이상, 바람직하게는 1000㎚ 이하, 보다 바람직하게는 800㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 500㎚ 이하, 특히 바람직하게는 400㎚ 이하, 가장 바람직하게는 300㎚ 이하이다. 복수의 도전부가 있는 경우에는, 상기 도전부의 두께는 복수의 도전부 전체의 두께를 나타낸다. 상기 도전부의 두께가 상기 하한 이상이면 도전성 입자의 도전성이 한층 더 양호해진다. 상기 도전부의 두께가 상기 상한 이하이면 기재 입자와 도전부의 열팽창률의 차가 작아져, 기재 입자로부터 도전부가 박리되기 어려워진다.
상기 기재 입자의 표면 상에 상기 도전부를 형성하는 방법으로서는, 무전해 도금에 의하여 상기 도전부를 형성하는 방법, 및 전기 도금에 의하여 상기 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다.
상기 도전부는 금속을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 도전부의 재료인 금속은 특별히 한정되지 않는다. 상기 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 팔라듐, 아연, 납, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄, 텅스텐, 몰리브덴 및 카드뮴, 및 이들의 합금 등을 들 수 있다. 또한 상기 금속으로서 주석 도핑 산화인듐(ITO)을 사용할 수도 있다. 상기 금속은 1종만이 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 도전성 입자는 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는다. 상기 코어 물질이 상기 도전부 중에 매립되어 있음으로써, 상기 도전부의 외표면에 돌기를 용이하게 형성 가능하다. 도전성 입자에 의하여 접속되는 전극의 표면에는 산화막이 형성되어 있는 경우가 많다. 돌기를 갖는 도전성 입자를 사용했을 경우에는, 전극 간에 도전성 입자를 배치하여 압착시킴으로써, 돌기에 의하여 상기 산화막이 효과적으로 배제된다. 이 때문에 전극과 도전성 입자가 한층 더 확실하게 접촉하여, 전극 간의 접속 저항이 한층 더 낮아진다. 또한 돌기에 의하여 도전성 입자와 전극 사이의 바인더 수지가 효과적으로 배제된다. 이로 인하여 전극 간의 도통 신뢰성이 높아진다.
상기 도전성 입자의 표면에 돌기를 형성하는 방법으로서는, 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시킨 후, 무전해 도금에 의하여 도전부를 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면에 무전해 도금에 의하여 도전부를 형성한 후, 코어 물질을 부착시키고, 추가로 무전해 도금에 의하여 도전부를 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 돌기를 형성하는 다른 방법으로서는, 기재 입자의 표면 상에 제1 도전부를 형성한 후, 상기 제1 도전부 상에 코어 물질을 배치하고, 다음으로 제2 도전부를 형성하는 방법, 및 기재 입자의 표면 상에 도전부를 형성하는 도중 단계에서 코어 물질을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다. 상기 기재 입자의 표면에 코어 물질을 부착시키는 방법으로서는 종래 공지된 방법을 채용 가능하다. 상기 코어 물질이 상기 도전부 중에 매립되어 있음으로써, 상기 도전부가 외표면에 복수의 돌기를 갖도록 하는 것이 용이하다. 단, 도전성 입자 및 도전부의 표면에 돌기를 형성하기 위하여, 코어 물질을 반드시 사용하지는 않을 수도 있다. 상기 코어 물질은 도전부의 내부 또는 내측에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
상기 코어 물질의 재료로서는 도전성 물질 및 비도전성 물질을 들 수 있다. 상기 도전성 물질로서는, 예를 들어 금속, 금속의 산화물, 흑연 등의 도전성 비금속 및 도전성 중합체 등을 들 수 있다. 상기 도전성 중합체로서는 폴리아세틸렌 등을 들 수 있다. 상기 비도전성 물질로서는 실리카, 알루미나 및 지르코니아 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도전성을 높일 수 있고 또한 접속 저항을 효과적으로 낮게 할 수 있으므로 금속이 바람직하다. 상기 코어 물질은 금속 입자인 것이 바람직하다.
상기 금속으로서는, 예를 들어 금, 은, 구리, 백금, 아연, 철, 납, 주석, 알루미늄, 코발트, 인듐, 니켈, 크롬, 티타늄, 안티몬, 비스무트, 게르마늄 및 카드뮴 등의 금속, 및 주석-납 합금, 주석-구리 합금, 주석-은 합금, 주석-납-은 합금 및 탄화텅스텐 등의, 2종류 이상의 금속으로 구성되는 합금 등을 들 수 있다. 그 중에서도 니켈, 구리, 은 또는 금이 바람직하다. 상기 코어 물질의 재료인 금속은, 상기 도전부의 재료인 금속과 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 상기 코어 물질의 재료는 니켈을 포함하는 것이 바람직하다. 또한 상기 금속의 산화물로서는 알루미나, 실리카 및 지르코니아 등을 들 수 있다.
상기 코어 물질의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 코어 물질의 형상은 괴상인 것이 바람직하다. 코어 물질로서는, 예를 들어 입자상의 덩어리, 복수의 미소 입자가 응집한 응집 덩어리, 및 부정형의 덩어리 등을 들 수 있다.
상기 코어 물질의 평균 직경(평균 입자 직경)은 바람직하게는 0.001㎛ 이상, 보다 바람직하게는 0.05㎛ 이상, 바람직하게는 0.6㎛ 이하, 보다 바람직하게는 0.4㎛ 이하이다. 상기 코어 물질의 평균 직경은 0.9㎛ 이하일 수도 있고 0.2㎛ 이하일 수도 있다. 상기 코어 물질의 평균 직경이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 전극 간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다.
상기 코어 물질의 「평균 직경(평균 입자 직경)」은 수 평균 직경(수 평균 입자 직경)을 나타낸다. 코어 물질의 평균 직경은, 임의의 코어 물질 50개를 전자 현미경 또는 광학 현미경에서 관찰하여 평균값을 산출함으로써 구해진다.
상기 도전성 입자 1개당 상기 돌기의 수는 바람직하게는 10개 이상, 보다 바람직하게는 200개 이상, 특히 바람직하게는 500개 이상이다. 상기 돌기의 수는 3개 이상일 수도 있고 5개 이상일 수도 있다. 상기 돌기의 수의 상한은 특별히 한정되지 않는다. 상기 돌기의 수의 상한은 도전성 입자의 입자 직경 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 상기 돌기의 수는 바람직하게는 1500개 이하, 보다 바람직하게는 1000개 이하이다.
도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 복수의 상기 돌기의 평균 높이는 바람직하게는 50㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 200㎚ 이상, 바람직하게는 600㎚ 이하, 보다 바람직하게는 500㎚ 이하이다. 복수의 상기 돌기의 평균 높이는 1㎚ 이상일 수도 있고 900㎚ 이하일 수도 있다. 상기 돌기의 평균 높이가 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 전극 간의 접속 저항이 효과적으로 낮아진다.
상기 돌기의 높이는, 도전성 입자의 중심과 돌기의 선단부를 연결하는 선(도 1에 나타내는 파선 L1) 상에 있어서의, 돌기가 없다고 상정했을 경우의 도전부의 가상선(도 1에 도시하는 파선 L2) 상(돌기가 없다고 상정했을 경우의 구상의 도전성 입자의 외표면 상)으로부터 돌기의 선단부까지의 거리를 나타낸다. 즉, 도 1에 있어서는, 파선 L1과 파선 L2의 교점으로부터 돌기의 선단부까지의 거리를 나타낸다.
도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 복수의 상기 돌기의 평균 높이의 상기 도전부의 두께에 대한 비는 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 1.0 이상, 바람직하게는 4.0 이하, 보다 바람직하게는 2.0 이하이다.
상기 도전성 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 회복률은 40％ 이상 80％ 이하이다. 도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 도전성 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 회복률은 바람직하게는 45％ 이상, 보다 바람직하게는 50％ 이상, 바람직하게는 70％ 이하, 보다 바람직하게는 60％ 이하이다.
상기 도전성 입자를 50％ 압축했을 때의 압축 회복률은 3％ 이상 18％ 이하이다. 도통 신뢰성을 한층 더 높이는 관점에서는, 상기 도전성 입자를 50％ 압축했을 때의 압축 회복률은 바람직하게는 5％ 이상, 보다 바람직하게는 7％ 이상, 바람직하게는 15％ 이하, 보다 바람직하게는 10％ 이하이다.
상기 압축 회복률은 이하와 같이 하여 측정할 수 있다.
시료대 상에 도전성 입자를 살포한다. 살포된 도전성 입자 1개에 대하여, 미소 압축 시험기를 사용하여 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 도전성 입자의 중심 방향으로, 25℃에서 도전성 입자가 10％ 또는 50％ 압축 변형되기까지 부하(반전 하중값)를 부여한다. 그 후, 원점용 하중값(0.40mN)까지 제하를 행한다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하여, 하기 식으로부터 압축 회복률을 구할 수 있다. 또한 부하 속도는 0.33mN/초로 한다. 상기 미소 압축 시험기로서, 예를 들어 피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」 등이 사용된다.
압축 회복률(％)=[(L1-L2)/L1]×100
L1: 부하를 부여할 때의 원점용 하중값으로부터 반전 하중값에 이르기까지의 압축 변위
L2: 부하를 해방할 때의 반전 하중값으로부터 원점용 하중값에 이르기까지의 제하 변위
예를 들어 기재 입자를 구성하는 단량체의 조성에 의하여 상기 압축 회복률을 상기 범위로 제어하는 것이 가능하다.
(도전 재료 및 접속 재료)
본 발명에 따른 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료는 상술한 도전성 입자와 바인더 수지를 포함한다. 상기 바인더 수지는 특별히 한정되지 않는다. 상기 바인더 수지로서 공지된 절연성의 수지를 사용하는 것이 가능하다.
상기 바인더 수지, 상기 도전 재료 및 상기 접속 재료는 열가소성 성분 또는 열경화성 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 바인더 수지, 상기 도전 재료 및 상기 접속 재료는 열가소성 성분을 포함하고 있을 수도 있고 열경화성 성분을 포함하고 있을 수도 있다. 상기 바인더 수지, 상기 도전 재료 및 상기 접속 재료는 열경화성 성분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 바인더 수지, 상기 도전 재료 및 상기 접속 재료는, 가열에 의하여 경화 가능한 경화성 화합물(열경화성 화합물)과 열경화제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 가열에 의하여 경화 가능한 경화성 화합물과 상기 열경화제는, 상기 바인더 수지가 경화되도록 적당한 배합비로 사용된다.
상기 열경화성 화합물로서는 에폭시 화합물, 에피술피드 화합물, (메트)아크릴 화합물, 페놀 화합물, 아미노 화합물, 불포화 폴리에스테르 화합물, 폴리우레탄 화합물, 실리콘 화합물 및 폴리이미드 화합물 등을 들 수 있다. 상기 열경화성 화합물은 1종만이 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 열경화제로서는 이미다졸 경화제, 아민 경화제, 페놀 경화제, 폴리티올 경화제, 산 무수물 및 열 양이온 경화 개시제 등을 들 수 있다. 상기 열경화제는 1종만이 사용될 수도 있고 2종 이상이 병용될 수도 있다.
상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 바인더 수지의 함유량은 바람직하게는 10중량％ 이상, 보다 바람직하게는 30중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 50중량％ 이상, 특히 바람직하게는 70중량％ 이상, 바람직하게는 99.99중량％ 이하, 보다 바람직하게는 99.9중량％ 이하이다. 상기 바인더 수지의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면, 전극 간에 도전성 입자가 효율적으로 배치되어 접속 신뢰성이 한층 더 높아진다.
상기 도전 재료 100중량％ 중, 상기 도전성 입자의 함유량은 바람직하게는 0.01중량％ 이상, 보다 바람직하게는 0.1중량％ 이상, 바람직하게는 80중량％ 이하, 보다 바람직하게는 60중량％ 이하, 더욱 바람직하게는 40중량％ 이하, 특히 바람직하게는 20중량％ 이하, 가장 바람직하게는 10중량％ 이하이다. 상기 도전성 입자의 함유량이 상기 하한 이상 및 상기 상한 이하이면 전극 간의 도통 신뢰성이 한층 더 높아진다.
이하, 실시예 및 비교예를 들어 본 발명을 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이하의 실시예만에 한정되지 않는다.
(실시예 1)
(1) 도전성 입자의 제작
중합체 시드 입자 분산액의 제작:
세퍼러블 플라스크에 이온 교환수 2500g, 스티렌 250g, 옥틸머캅탄 50g 및 염화나트륨 0.5g을 투입하고 질소 분위기 하에서 교반하였다. 그 후, 70℃로 가열하여 과산화칼륨 2.5g을 첨가하고 24시간 반응을 행함으로써, 중합체 시드 입자를 얻었다.
얻어진 중합체 시드 입자 5g과, 이온 교환수 500g과, 폴리비닐알코올 5중량％ 수용액 100g을 혼합하고 초음파에 의하여 분산시킨 후, 세퍼러블 플라스크에 투입하고 교반하여 중합체 시드 입자 분산액을 얻었다.
중합체 입자의 제작:
이소보르닐아크릴레이트 76g과, 폴리테트라메틸렌글리콜디아크릴레이트 114g과, 과산화벤조일 2.6g과, 라우릴황산트리에탄올아민 10g과, 에탄올 130g을 이온 교환수 1000g에 첨가하고 교반하여 유화액을 얻었다. 얻어진 유화액을 수 회에 나누어 중합체 시드 입자 분산액에 첨가하고 12시간 교반하였다. 그 후, 폴리비닐알코올 5중량％ 수용액 500g을 첨가하고 85℃의 질소 분위기 하에서 9시간 반응을 행하여, 중합체 입자(수지 입자, 평균 입자 직경 3.0㎛)를 얻었다.
도전성 입자의 제작:
상기 중합체 입자를 에칭하고 수세하였다. 다음으로, 팔라듐 촉매를 8중량％ 포함하는 팔라듐 촉매화액 100㎖ 중에 중합체 입자를 첨가하고 교반하였다. 그 후, 여과하고 세정하였다. pH 6의 0.5중량％ 디메틸아민보란액에 중합체 입자를 첨가하여, 팔라듐이 부착된 중합체 입자를 얻었다.
팔라듐이 부착된 중합체 입자를 이온 교환수 300㎖ 중에서 3분 간 교반하여 분산시켜, 분산액을 얻었다. 다음으로, 니켈 입자 슬러리(코어 물질인 니켈 입자의 평균 입자 직경 400㎚) 1g을 3분 간에 걸쳐 상기 분산액에 첨가하여, 코어 물질이 부착된 중합체 입자를 얻었다.
코어 물질이 부착된 중합체 입자를 사용하여, 무전해 도금법에 의하여 중합체 입자의 표면에 니켈층을 형성하였다. 니켈층의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자를 제작하였다. 니켈층의 두께는 0.2㎛였다. 복수의 돌기의 평균 높이는 400㎚였다.
(2) 도전 재료(도전 페이스트)의 제작
열경화성 화합물인 에폭시 화합물(ADEKA사 제조의 「EP-3300P」) 20중량부와, 열경화성 화합물인 에폭시 화합물(DIC사 제조의 「EPICLON HP-4032D」) 15중량부와, 열경화제인 이미다졸의 아민 어덕트체(아지노모토 파인테크노사 제조의 「PN-F」) 10중량부와, 경화 촉진제인 2-에틸-4-메틸이미다졸 1중량부와, 필러인 알루미나(평균 입자 직경 0.5㎛) 20중량부를 배합하고, 도전성 입자를, 얻어지는 도전 페이스트 100중량％ 중에서의 함유량이 10중량％로 되도록 더 첨가한 후, 유성식 교반기를 사용하여 2000rpm으로 5분 간 교반함으로써 도전 재료를 얻었다.
(3) 접속 재료(페이스트)의 제작
열경화성 화합물인 에폭시 화합물(ADEKA사 제조의 「EP-3300P」) 20중량부와, 열경화성 화합물인 에폭시 화합물(DIC사 제조의 「EPICLON HP-4032D」) 15중량부와, 열경화제인 이미다졸의 아민 어덕트체(아지노모토 파인테크노사 제조의 「PN-F」) 10중량부와, 경화 촉진제인 2-에틸-4-메틸이미다졸 1중량부와, 필러인 알루미나(평균 입자 직경 0.5㎛) 20중량부를 배합하여 접속 재료를 얻었다.
(4) 태양 전지 모듈의 제작
알루미늄 배선 전극(L/S=50㎛/50㎛)을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판(L/S=50㎛/50㎛)을 준비하였다. 또한 구리 전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀을 준비하였다.
플렉시블 프린트 기판의 배선 전극 상에 선택적으로 디스펜서를 사용하여 도전 재료를 도포하여, 두께 25㎛의 도전 재료층을 부분적으로 형성하였다. 플렉시블 프린트 기판 상의 도전 재료 전부가 배선 전극 상에 배치되어 있었다. 즉, 플렉시블 프린트 기판 상에 배치되는 도전 재료의 전체 100중량％ 중, 배선 전극 상에 배치되는 도전 재료의 양은 100중량％였다.
다음으로, 플렉시블 프린트 기판의 알루미늄 배선 전극과 태양 전지 셀의 구리 전극이 도전성 입자에 의하여 전기적으로 접속되도록 플렉시블 프린트 기판과 태양 전지 셀을 접합하였다. 이때, 150℃의 분위기 하에서 5분 간, 유리 기재와 EVA 필름 중에 끼우도록 플렉시블 프린트 기판과 태양 전지 셀을 배치하여 진공 라미네이트를 행하였다. 라미네이트 시의 가열에 의하여 도전 재료층 및 접속 재료층을 경화시켜 접속부를 형성하였다. 플렉시블 프린트 기판의 알루미늄 배선 전극과 태양 전지 셀의 구리 전극이 도전성 입자에 의하여 전기적으로 접속되어 있는 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 2 내지 4)
중합체 입자의 제작 시의 단량체의 조성을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 5)
코어 물질의 평균 입자 직경을 변경하고, 도전성 입자의 복수의 돌기의 평균 높이를 50㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 6)
코어 물질의 평균 입자 직경을 변경하고, 도전성 입자의 복수의 돌기의 평균 높이를 600㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 7)
태양 전지 셀의 전극을 구리 전극으로부터 알루미늄 전극으로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(비교예 1)
실시예 1에서 얻어진 중합체 입자를 준비하였다. 이 중합체 입자를 사용하여, 무전해 도금법에 의하여 중합체 입자의 표면에 니켈층을 형성하여 도전성 입자를 제작하였다. 비교예 1에서는, 도전성 입자의 도전부의 외표면에 돌기를 형성하지 않았다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(비교예 2)
땜납 페이스트(히타치 가세이사 제조의 「CP-300」)를 사용하여, 150℃에서 5초 간 가열 경화시킨 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(비교예 3)
Ag 페이스트(듀폰사 제조의 「DuPont Solamet PV410」)를 사용하여, 150℃에서 30분 간 가열 경화시킨 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(비교예 4 내지 7)
중합체 입자의 제작 시의 단량체의 조성을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 8)
중합체 입자의 제작 시에, 중합체 입자의 평균 입자 직경을 10㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것, 태양 전지 모듈을 제작할 때의 전극 구성을 L/S=300㎛/300㎛로 변경한 것, 및 도전 재료의 도포 두께를 50㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 9)
중합체 입자의 제작 시에, 중합체 입자의 평균 입자 직경을 20㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것, 태양 전지 모듈을 제작할 때의 전극 구성을 L/S=300㎛/300㎛로 변경한 것, 및 도전 재료의 도포 두께를 75㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 10)
코어 물질의 평균 입자 직경을 변경하고, 도전성 입자의 복수의 돌기의 평균 높이를 200㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 11)
코어 물질의 평균 입자 직경을 변경하고, 도전성 입자의 복수의 돌기의 평균 높이를 600㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 12)
실시예 1에서 사용한 중합체 입자를 사용하여, 니켈 입자 슬러리를 사용하지 않고 도금욕 내에 반응에 의하여 니켈 코어 물질을 생성하고, 생성한 코어 물질과 함께 무전해 니켈 도금을 공석출시킴으로써, 니켈층의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 니켈층의 두께는 0.1㎛였다. 복수의 돌기의 평균 높이는 250㎚였다. 얻어진 도전성 입자를 사용한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 13)
중합체 입자의 제작 시의 단량체의 조성을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 14)
니켈층의 두께를 800㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 15)
니켈층의 두께를 105㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 16)
실시예 9에서 얻어진 도전성 입자에 무전해 금 도금을 사용하여 금 도금을 실시하여, 최표면에 금층을 갖고 금층의 외표면에 복수의 돌기를 갖는 도전성 입자를 얻었다. 또한 니켈층과 금층의 합계는 0.25㎛(니켈층 0.2㎛)였다. 복수의 돌기의 평균 높이는 400㎚였다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 17)
도전성 입자의 도금층을 구리층만으로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 18)
도전성 입자의 도금층의 최외층을 팔라듐층으로 변경한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 19)
도전성 입자의 도금층인 니켈층을 구리층으로 하고, 도금층인 최외층을 팔라듐층으로 변경한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 20)
도전성 입자의 도금층의 최외층을 은층으로 변경한 것 이외에는 실시예 16과 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 21)
중합체 입자의 제작 시의 단량체의 조성을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 22)
니켈층의 두께를 1333㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 23)
니켈층의 두께를 89㎚로 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(실시예 24)
중합체 입자의 제작 시의 단량체의 조성을 하기 표 2에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 9와 마찬가지로 하여 도전성 입자를 얻었다. 얻어진 도전성 입자를 사용하여, 실시예 9와 마찬가지로 하여 태양 전지 모듈을 얻었다.
(평가)
(1) 도전성 입자의 압축 회복률
얻어진 도전성 입자를 10％ 압축했을 때의 압축 회복률 및 50％ 압축했을 때의 압축 회복률을, 상술한 방법에 의하여 미소 압축 시험기(피셔사 제조의 「피셔 스코프 H-100」)를 사용하여 측정하였다.
시료대 상에 도전성 입자를 살포하였다. 살포된 도전성 입자 1개에 대하여, 미소 압축 시험기를 사용하여 원기둥(직경 50㎛, 다이아몬드제)의 평활 압자 단부면에서 도전성 입자의 중심 방향으로, 25℃에서 도전성 입자가 10％ 또는 50％ 압축 변형되기까지 부하(반전 하중값)를 부여하였다. 그 후, 원점용 하중값(0.40mN)까지 제하를 행하였다. 이 사이의 하중-압축 변위를 측정하여, 상기 식으로부터 압축 회복률을 구하였다.
(2) 초기의 에너지 변환 효율
얻어진 태양 전지 모듈에 있어서의 에너지 변환 효율을 측정하였다. 또한 초기의 에너지 변환 효율을 하기 기준으로 판정하였다.
[초기의 에너지 변환 효율의 평가 기준]
○○○○: 에너지 변환 효율이 22％ 초과
○○○: 에너지 변환 효율이 20％ 초과 22％ 이하
○○: 에너지 변환 효율이 18％ 초과 20％ 이하
○: 에너지 변환 효율이 16％ 초과 18％ 이하
△: 에너지 변환 효율이 14％ 초과 16％ 이하
×: 에너지 변환 효율이 14％ 이하
(3) 신뢰성 시험 후의 에너지 변환 효율
얻어진 태양 전지 모듈에 대하여, 사이클 시험기로 -40℃ 내지 90℃, 유지 시간 30분, 온도 변화율 87℃/시간의 사이클 시험을 200사이클 행한 후, 에너지 변환 효율을 측정하였다. 신뢰성 시험 후의 에너지 변환 효율을 하기 기준으로 판정하였다.
[신뢰성 시험 후의 에너지 변환 효율의 평가 기준]
○○○○: 에너지 변환 효율이 22％ 초과
○○○: 에너지 변환 효율이 20％ 초과 22％ 이하
○○: 에너지 변환 효율이 18％ 초과 20％ 이하
○: 에너지 변환 효율이 16％ 초과 18％ 이하
△: 에너지 변환 효율이 14％ 초과 16％ 이하
×: 에너지 변환 효율이 14％ 이하
결과를 하기 표 1에 나타낸다. 또한 조성을 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
또한 실시예 1에서는 태양 전지 셀에 구리 전극을 사용하고, 실시예 7에서는 태양 전지 셀에 알루미늄 전극을 사용하였다. 실시예 1과 실시예 7에서, 초기의 에너지 변환 효율 및 신뢰성 시험 후의 에너지 변환 효율의 상기 기준에 의한 평가 결과는 동일했지만, 알루미늄 전극에 있어서, 본 발명의 구성을 구비하는 도전성 입자를 사용함으로써, 본 발명의 구성을 구비하고 있지 않은 도전성 입자를 사용했을 경우에 비하여 본 발명의 효과가 보다 효과적으로 발현되는 것을 확인하였다. 또한 실시예 1 내지 24 및 비교예 4 내지 7의 단립자당 돌기의 수는 약 300개 내지 약 900개였다.
1: 태양 전지 모듈
2: 플렉시블 프린트 기판
2a: 배선 전극
3: 태양 전지 셀
3a: 전극
4: 접속부
4A: 도전 재료
4B: 접속 재료
5: 백시트
6: 밀봉재
21, 21A, 21B: 도전성 입자
21a, 21Aa, 21Ba: 돌기
22: 기재 입자
23, 23A, 23B: 도전부
23a, 23Aa, 23Ba: 돌기
23Bx: 제1 도전부
23By: 제2 도전부
24: 코어 물질

Claims (8)

  1. 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈에 사용되는 도전성 입자로서,
    기재 입자와,
    상기 기재 입자의 표면 상에 배치된 도전부를 구비하며,
    상기 도전부의 외표면에 복수의 돌기를 갖고,
    10％ 압축했을 때의 압축 회복률이 40％ 이상 80％ 이하이고,
    50％ 압축했을 때의 압축 회복률이 3％ 이상 18％ 이하인, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 상기 돌기의 평균 높이가 50㎚ 이상 600㎚ 이하인, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 상기 돌기의 평균 높이의 상기 도전부의 두께에 대한 비가 0.5 이상 4.0 이하인, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 배선 전극을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판 또는 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름과, 전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀의, 상기 배선 전극과 상기 전극을 전기적으로 접속하기 위하여 사용되는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름의 상기 배선 전극이 알루미늄 배선 전극이거나, 또는 상기 태양 전지 셀의 상기 전극이 알루미늄 전극인, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료.
  7. 제6항에 있어서, 상기 바인더 수지가 열경화성 화합물과 열경화제를 포함하는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료.
  8. 배선 전극을 표면에 갖는 플렉시블 프린트 기판 또는 배선 전극을 표면에 갖는 수지 필름과,
    전극을 표면에 갖는 태양 전지 셀과,
    상기 플렉시블 프린트 기판 또는 상기 수지 필름과 상기 태양 전지 셀을 접속하고 있는 접속부를 구비하며,
    상기 접속부가, 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자와, 바인더 수지를 포함하는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전 재료에 의하여 형성되어 있고,
    상기 배선 전극과 상기 전극이 상기 도전성 입자에 의하여 전기적으로 접속되어 있는, 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈.
KR1020157036056A 2014-01-08 2015-01-07 백 콘택트 방식의 태양 전지 모듈용 도전성 입자, 도전 재료 및 태양 전지 모듈 KR20160106004A (ko)

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