TWI383513B - Method of connection of solar cell - Google Patents

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TWI383513B
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Takehiro Shimizu
Kaoru Okaniwa
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Description

太陽能電池單元之連接方法

本發明係有關太陽能電池單元之連接方法及太陽能電池模組。

雖有利用各種之太陽能電池,但,要求特定之電壓的情況,使用串聯連接複數太陽能電池單元之太陽能電池模組,而如此之太陽能電池模組係具有形成於太陽能電池單元之受光面側的表面電極,和形成於鄰接之太陽能電池單元內面之內面電極,經由導線等之配線構件電性連接之構造,並且,對於電極與配線構件之連接,以往係使用焊料(例如,參照專利文獻1及2),而焊料係因有著對於導電性,固定強度等之連接信賴性優越、廉價、泛用性之情況而被廣泛使用。

另外,從環境保護的觀點等,檢討有未使用焊料之配線的連接方法,例如,對於下述專利文獻3~6係揭示有使用漿狀或薄膜狀之導電性黏著劑之連接方法。

[專利文獻1]日本特開2004-204256號公報

[專利文獻2]日本特開2005-050780號公報

[專利文獻3]日本特開2000-286436號公報

[專利文獻4]日本特開2001-357897號公報

[專利文獻5]日本特許第3448924號公報

[專利文獻6]日本特開2005-101519號公報

但,上述以往技術係具有如以下的問題,即,在如專利文獻1及2所記載,使用焊料之連接方法中,係因焊料的熔融溫度通常為230~260℃程度,故伴隨連接之高溫或銲錫的體積收縮,而對於太陽能電池單元之半導體構造帶來不良影響,針對在所製作之太陽能電池模組,產生單元的破損或彎曲、配線之剝落等之情況,因此,有著製品產率下降的傾向,另外,經由焊料的連接係因難以控制電極及配線構件間的距離,故不易充分地得到組裝時之尺寸精確度,而當無法得到充分之尺寸精確度時,在組裝處理時,將導致製品之產率下降,進而,經由本發明者的檢討,了解到經由焊料連接所製作之太陽能電池模組之特性在高溫高濕條 件下,有著經時性產生大幅劣化之情況。

另一方面,使用如專利文獻3~6所記載之導電性黏著劑而進行電極與配線構件之連接的手法,與使用焊料之情況相比而言,可在低溫下連接,因此認為可抑制對於經由在高溫下加熱的太陽能電池單元的不良影響,但,對於經由其手法而製作太陽能電池模組,係首先,於太陽能電池單元之電極上,經由塗佈或層積漿狀或薄膜狀的導電性黏著劑而形成黏著劑層,接著,需要對於所有的電極,重複在於所形成之黏著劑層上將配線構件調整位置之後進行黏著的工程,因此,有著製造工程繁雜化而生產性下降之問題。

本發明係有鑑於上述情事所為的發明,其目的為提供可謀求製造工程之簡略化,同時可做為產率佳地得到高信賴性之太陽能電池模組的太陽能電池單元之連接方法,另外,本發明之目的係提供高信賴性之太陽能電池模組。

解決上述課題之本發明的第1太陽能電池單元之連接方法,係使於表面具備表面電極,於背面具備背面電極之太陽能電池單元之彼此加以連接的方法,其特徵乃具備:準備具備帶 狀之導電性基材與設於該導電性基材之一面上的黏著劑層的配線構件,將該配線構件之一端側之黏著劑層,黏著於一方之太陽能電池單元之表面電極或背面電極的第1工程、和將歷經前述第1工程之配線構件之另一端側,經由向沿該長度方向之中心軸線周圍反轉,使另一端之黏著劑層之方向,與一端側之黏著劑層面之方向呈相反的第2工程、將歷經前述第2工程之配線構件之另一端側之黏著劑層黏著於另一方之太陽能電池單元之與前述第1工程所黏著之前述一方之太陽能電池單元之電極為逆極性之電極的第3工程。

另外,本發明的第2太陽能電池單元之連接方法,係使於表面具備表面電極,於背面具備背面電極之太陽能電池單元之彼此加以連接的方法,其特徵乃具備:準備將具備帶狀之導電性基材與設於該導電性基材之一面上的黏著劑層的配線構件之一端側,經由向沿該長度方向之中心軸線周圍而反轉,使一端側之黏著劑層之方向,與另一端側之黏著劑層面之方向呈相反的反轉配線構件,使該反轉配線構件之一端側之黏著劑層,黏著於一方之太陽能電池單元之表面電極或背面電極的第1工程、和將反轉配線構件之另一端側之黏著劑層,黏著於另 一方之太陽能電池單元之與前述第1工程所黏著之前述一方之太陽能電池單元之電極為逆極性之電極的第2工程。

如經由本發明之第1及第2之太陽能電池單元之連接方法,經由使用上述配線構件而歷經上述工程之情況,可於配線構件(導電性基材)與鄰接之太陽能電池單元的表面電極及背面電極之間,容易地配設黏著劑層,同時,與使用焊料之情況相比而言,可在更低溫下連接各電極與導電性基材,而可使太陽能電池單元彼此容易且良好地串聯連接,因而,如經由本發明之第1及第2之太陽能電池單元之連接方法,可謀求製造工程之簡略化,同時可產率佳地得到高信賴性之太陽能電池模組。

如經由本發明之太陽能電池單元之連接方法,可將由帶狀之導電性基材的一端側於沿著長度方向之中心軸周圍反轉所形成之反轉部,配置於太陽能電池單元間,而認為該反轉部可用於緩和衝擊,且本發明者推測其貢獻於太陽能電池模組之信賴性提升。

針對在本發明之第1及第2之太陽能電池單元之連接方法,從更確實地得到太陽能電池單元間之導通性之觀點,前述導電性基材較理想為包含選自Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pb、Zn、 Co、Ti及Mg所成群之一種以上之金屬元素者。

另外,針對在本發明之第1及第2之太陽能電池單元之連接方法,上述黏著劑層較理想為導電性黏著劑層者,此情況,例如經由於黏著劑層含有導電性粒子之情況,可降低太陽能電池單元之表面電極或背面電極與導電性基材之間的連接阻抗,進而可容易提升F.F(極性因子)特性。

本發明係提供一種在太陽能電池單元之間具有反轉部的太陽能電池模組,其中,於表面具備表面電極、於背面具備背面電極的複數之太陽能電池單元以表面側呈同一面側的方式排列成平面狀;上述反轉部為藉由將導電性基材之一端側於沿長度方向之中心軸線周圍反轉而形成,上述導電性基材為用以連接鄰接之太陽能電池單元中之一方之太陽能電池單元之表面電極與另一方之太陽能電池單元之背面電極所設之帶狀導電性基材。

具有如此之構成的太陽能電池模組,因可經由上述之本發明之第1及第2之太陽能電池單元之連接方法而製造,可說是高信賴性、同時於生產性優越之太陽能電池模組,另外,認為上述反轉部可用於緩和衝擊,且本發明者推 測此情況亦為可達成高信賴性提升之要因。

如根據本發明,可謀求製造工程之簡略化,同時可提供可做為產率佳地得到高信賴性之太陽能電池模組的太陽能電池單元之連接方法,以及高信賴性之太陽能電池模組。

[為了實施發明之最佳型態]

以下,因應需要參照圖面的同時,對於本發明之最佳的實施形態,詳細進行說明,然而,對於圖面中同一要素係附上同一符號,省略重複的說明,另外,上下左右等之位置關係在並無特別限定下,為依據圖面所示之位置關係,進而,圖面的尺寸比率,並未限定為圖示的比率。

首先,關於經由本發明之太陽能電池單元的連接方法所連接,於表面具備表面電極,於背面具備背面電極之太陽能電池,進行說明,圖1係為從受光面側觀察有關本發明之太陽能電池單元之模式圖。在本明細書中,係將受光面稱之為太陽能電池單元表面,另外,圖2係為從內面側觀察圖1所示之太陽能電池10之模 式圖,而圖1及2所示之太陽能電池10係為於平板狀之基板11的一方面上,設置受光部12之太陽能電池。如圖1所示,於太陽能電池10的表面上,即受光部12的表面上,係設置有由匯流條電極13a及指狀電極13b所構成之表面電極13,另外,如圖2所示,對於太陽能電池10的背面,即與基板之受光部相反側,係設置有鋁漿燒結層14與背面電極15。

作為太陽能電池10之基板,係例如可舉出由多結晶及非結晶之中至少一種以上而成之基板,在本實施形態中,基板之受光部側則可為N型的半導體層,亦可為P型的半導體層。

作為表面電極13,係可舉出可得到電性導通者之公知者,例如,可舉出含有一般的銀之玻璃漿,或於黏著劑樹脂分散有各種導電性粒子之銀漿、金漿、碳漿、鎳漿及鋁漿,以及經由燒結或蒸鍍所形成之ITO等,其中,從耐熱性、導電性、安定性及成本的觀點,適合使用含有銀之玻璃漿電極。

太陽能電池單元的情況,對於由Si之單結晶,多結晶及非結晶之中至少一種以上而構成之基板上,經由網版印刷等,塗布銀漿及鋁漿,並因應需要而將其進行乾燥及燒結之情況,主要設置Ag電極與Al電極作為背面電極;而 經由焊料之配線材料連接的情況,因焊料無法融合於鋁漿之燒結物,故於如太陽能電池10的鋁漿燒結層14上,例如設置銀電極等之背面電極15。在本實施形態中,係進行具有如此構成之太陽能電池單元的連接,但,依據本發明,由於本發明之配線構件亦可對於鋁漿之燒結物進行黏著,故亦可僅鋁漿燒結層連接作為背面電極所設置之太陽能電池單元。此情況,因為必需設置銀電極等,故在成本,生產效率方面,則非常有利。

接著,關於在本發明之太陽能電池單元的連接方法中所使用之配線構件,進行說明。圖3係為表示有關本發明之配線構件之第1實施形態的模式剖面圖,而圖3所示之配線構件20係具備帶狀之導電性基材22,和設置於導電性基材22之一面上的導電性黏著劑層24。

作為導電性基材22,係如為作為主成分而含有金屬之基材,並無特別限定,但,例如可舉出金、銀、銅、鐵、不銹鋼,42合金及焊料鍍銅所形成之基材,從提升導電性的觀點,導電性基材22係理想為包含選自Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pb、Zn、Co、Ti及Mg所成群之一種以上之金屬者。

導電性基材22之形狀理想為剖面為長方形 者,此情況,為了設置後述之導電性黏著劑層24,於導電性基材22上,塗工漿狀之導電性黏著劑,或層壓預先製作之薄膜狀之導電性黏著劑之情況則變為容易,另外,可提升與表面電極13或背面電極15之連接情況。進而,因可容易地控制導電性基材22與表面電極13或背面電極15之距離,故可使組裝時之尺寸精確度提升。

導電性基材22的厚度係理想為經由來自太陽能電池單元流動之電流值而做適宜設定者,從阻抗值的觀點,理想為150~300μm者,而更理想為200~250μm者。導電性基材22之寬度及長度係因應連接之太陽能電池單元的電極之大小所適宜設定,但,當寬度大時,因受光面積減少,而每單位面積之發電效率則降低,故通常設定為1~3mm。

導電性黏著劑層24係理想為至少包含黏著劑成分,與分散於其中之導電性粒子者,而作為黏著劑成分係如為顯現黏著性之成分,並無特別限定,但從更提升連接性之觀點,理想為含有熱硬化樹脂之樹脂組成物者。

作為熱硬化樹脂係可使用公知者,例如,可舉出,環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂 ,而此等熱硬化樹脂係可單獨使用1種或組合2種以上來使用。在此等之中,從更提升連接信賴性的觀點,理想為由環氧樹脂、苯氧基樹脂及丙烯酸樹脂而成的群所選擇之1種以上的熱硬化性樹脂。

作為黏著劑成分之樹脂組成物除上述之熱硬化性樹脂以外,作為任意成分,亦可含有公知的硬化劑及硬化促進劑,另外,此樹脂組成物係為了改善對於表面電極13,背面電極15及導電性基材22之黏著性及潤濕性,亦可含有矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁酸酯系偶合劑等改質材料,另外,為了使導電性粒子之均一分散性提升,亦可含有磷酸鈣,或碳酸鈣等之分散劑,進而,此樹脂組成物係為了控制彈性率或黏著性,而亦可含有丙烯酸橡膠、矽酮橡膠、脲烷等之橡膠成分,而為了控制含於表面電極13、背面電極15、導電性基材22、導電性粒子之金屬(特別是銀或銅)之遷移,亦可含有螯合材料。

作為導電性粒子係並無特別限制,例如可舉出金粒子、銀粒子、銅粒子、鎳粒子、鍍金粒子、鍍鎳粒子等,另外,從連接時充分埋入被著體(例如,電極或導電性基材)之表面凹凸而充分確保被著體相互間的電性連接觀點而 言,導電性粒子理想為設為刺栗狀或球狀之粒子形狀者,即,導電性粒子的形狀如為刺栗狀或球狀者,對於被著體表面之複雜的凹凸形狀而言,亦可充分地埋入其凹凸,對於連接後之振動或膨脹等之變動而言,因導電性粒子的追隨性變高,故為理想。

做為配線構件20之製造方法,例如可舉出於導電性基材22上,塗佈電糊狀之導電性黏著劑之後,將溶劑等揮發而設置薄膜狀之導電性黏著劑層24之方法,經由層壓預先製作之薄膜狀的導電性黏著劑於導電性基材22上,設置薄膜狀之導電性黏著劑層24的方法,在此,作為漿狀之導電性黏著劑層,係可使用使導電性粒子分散於含有上述之熱硬化性樹脂的樹脂組成物者,另外,可使用其漿狀之導電性黏著劑而預先製作薄膜狀之導電性黏著劑,然而,在本實施形態中,從將導電性黏著劑層24之膜厚尺寸精確度及壓著黏著劑層時之壓力分配,作為更均等化之觀點,理想為層壓預先製作之薄膜狀的導電性黏著劑於導電性基材22上之方法,此情況,將薄膜狀之導電性黏著劑,載置於導電性基材22之表面上之後,將此等加壓於層積方向而暫時壓著之情況則為理想。

漿狀之導電性黏著劑係經由混合上述之熱 硬化性樹脂,及含有其他任意成分之樹脂組成物及上述之導電性粒子而得到,對於在常溫(25℃),為液狀之情況,可直接使用,而對於上述混合物在室溫為固體之情況,係除了加熱而進行漿化外,亦可使用溶劑而進行漿化,而作為可使用的溶劑係如為不會與上述之樹脂組成物反應,而且為顯示充分之溶解性的溶劑,並未受到任何限制。

另外,預先得到薄膜狀之導電性黏著劑的情況,係可經由將上述之漿狀之導電性黏著劑、塗佈於氟素樹脂薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜、離型紙等之剝離性基材上、或使上述黏著劑浸含於不織布等之基材,而載置於剝離基材上,再除去溶劑之情況而得到,如此之薄膜狀的導電性黏著劑係處理性優越,可容易製作配線構件20,另外,此情況,在將使載置薄膜狀之導電性黏著劑載置於導電性基材22之表面上之前或在載置後,剝離去除剝離基材。

漿狀之導電性黏著劑係可使用塗抹器、滾塗機、點塗機、刮塗機、刮刀流塗機、密閉塗佈機、模塗佈機、唇口塗佈機等而塗佈,此時,所形成之導電性黏著劑係可經由塗抹器或唇口塗佈機之間隔調整而控制,另外,導電性黏著劑層之膜厚係亦可經由含於漿狀之導電性黏 著劑之熱硬化性樹脂等之不揮發部分的量而控制。

接著,關於在本發明之太陽能電池單元之連接方法中所使用之配線構件的其他實施形態,進行說明,圖4係為表示有關本發明之配線構件的第2實施形態之斜視圖。圖4所示之反轉配線構件26係為經由使圖3所示之配線構件22之一端側,於沿著其長度方向之中心軸線周圍反轉之情況,將一端側之導電性黏著劑層面的方向,設為與另一端側之導電性黏著劑層面的方向相反之構成,此反轉配線構件26係於其大致中央部具有使一端側於沿著長度方向之中心軸線周圍反轉所形成之反轉部28。

接著,關於使用上述之配線構件20之太陽能電池單元之連接方法,進行說明。

首先,準備具備帶狀之導電性基材22與設置於該導電性基材之一面上的導電性黏著劑層24的配線構件20,將配線構件20之一端側的導電性黏著劑層24,於一個太陽能電池單元10之匯流條電極13a上調整位置並且貼合而黏著,此時,亦可於層積方向加壓而暫時壓著。

接著,將在上述所黏著之配線構件,於層積方向加熱及加壓,得到依表面電極13、導電性黏著劑層之硬化物、導電性基材22之順序所 層積之連接構造,由此,經由導電性黏著劑層之硬化物而黏著表面電極13及導電性基材22之同時,藉由導電性黏著劑層之硬化物而確保此等之間的電性連接(參照圖5之(a))。

加熱溫度及加壓壓力係如為可確保上述電性連接,並經由導電性黏著劑層之硬化物而充分黏著表面電極13及導電性基材22之範圍即可,並無特別限制,然而,其加壓及加熱的諸條件係經由使用的用途,黏著劑成分中之各成分,被著體的材料而做適宜選擇,例如,加熱溫度係如為熱硬化性樹脂產生硬化之溫度即可,另外,加壓壓力係如為充分密著表面電極13及導電性基材22,且不損傷表面電極13及導電性基材22之範圍即可,進而,加熱.加壓時間係如為過剩的熱傳送至表面電極13及導電性基材22,而此等材料不會產生損傷或變質之時間即可。

接著,經由使在上述所黏著之配線構件之另一端側(未被黏著的側),於沿著長度方向之中心軸線周圍反轉,將另一端側之導電性黏著劑層面的方向,設為與一端側之導電性黏著劑層面的方向相反(參照圖5之(b))。

接著,使反轉之配線構件20之另一端側的導電性黏著劑層24,黏著於其他太陽能電池單 元之背面電極15,此時,亦可於層積方向加壓而暫時壓著。

接著,將在上述所黏著之配線構件,於層積方向加熱及加壓,得到依背面電極15、導電性黏著劑層之硬化物、導電性基材22之順序所層積之連接構造,由此,經由導電性黏著劑層之硬化物而黏著背面電極15及導電性基材22之同時,藉由導電性黏著劑層之硬化物而確保此等之間的電性連接(參照圖5之(c))。

根據歷經如此的工程,與經由塗佈或層積漿狀或薄膜狀之導電性黏著劑而於太陽能電池單元的電極上形成黏著劑層之情況比較,可非常簡便地使太陽能電池單元彼此串聯連接,然而,在本實施形態中,首先將配線構件黏著於表面電極,接著,黏著於背面電極,而亦可為相反的順序。

在歷經上述之工程所得到之連接構造中,係經由分散於導電性黏著劑層中之導電性粒子,表面電極及導電性基材以及背面電極及導電性基材之電性連接成為充分之構造,進而,導電性黏著劑層之硬化物則以充分之黏著強度而黏著表面電極及導電性基材以及背面電極及導電性基材,此等結果,此連接構造係成為於連接信賴性充分優越之構造,另外,如根據本實 施形態之太陽能電池單元的連接方法,因為了確保電性連接而亦可不使用焊料,故可充分地控制連接構造之特性劣化,充分地確保尺寸精確度,進而可充分防止製品的產率下降。

並且,經由反覆適用有關上述本發明之太陽能電池單元的連接方法,如圖6所示,可得到如下的太陽能電池模組,複數之太陽能電池單元10以受光部12側(表面側)呈同一面側的方式排列成平面狀,於太陽能電池單元10之間具有反轉部28,上述反轉部為藉由將帶狀導電性基材22之一端側於沿長度方向之中心軸線周圍反轉而形成,上述導電性基材22為用以連接鄰接之太陽能電池單元中之一方之太陽能電池單元之表面電極與另一方之太陽能電池單元之背面電極所設之帶狀導電性基材,圖6之(a)係為從受光部12側(太陽能電池單元之表面側)觀察太陽電池模組100之模式圖,圖6之(b)係為從基板11側(太陽能電池單元之背面側)觀察太陽電池模組100之模式圖,然而,圖6所示之太陽電池模組100係為表示太陽電池模組之要部的圖,在實用時,將圖6所示之太陽電池模組100以耐環境性之強化玻璃夾持,經由具透明性之樹脂填充其間隙,進而設置外部端子之構成則作為太陽電池模組而使用 。

太陽電池模組100係鄰接之太陽能電池單元的表面電極13與背面電極15使用有關上述之本發明的配線構件20,經由有關上述之本發明之連接方法所連接,故充分控制對於太陽能電池單元之不良影響,並於尺寸精確度優越,同時具有充分之連接信賴性,由此,太陽電池模組100係即使在高溫高濕條件下,亦可長時間維持充分的特性。

另外,太陽電池模組100係具有於耐衝擊性優越的利點,而作為得到如此效果的理由,係認為因經由設置於太陽電池模組之太陽能電池單元間之反轉部,得到彈簧的效果,緩和對於太陽能電池單元表面之垂直方向的衝擊。

以上,關於本發明之最佳的實施形態,雖已做過說明,但,本發明並不侷限於上述實施形態之構成,本發明係在不脫離其宗旨之範圍,可做各種變形。

例如,關於本實施形態之太陽能電池單元之連接方法係可取代配線構件20,而使用圖4所示之反轉配線構件26而進行太陽能電池單元之連接。此情況,首先,準備反轉配線構件26,將其反轉配線構件26之一端側的導電性黏著劑層,於一個太陽能電池單元的匯流條電極 13a上調整位置並且貼合而黏著(參照圖7之(a)),接著,使反轉配線構件26之另一端側的導電性黏著劑層,黏著於另一方之太陽能電池單元的背面電極15上(參照圖7之(b)),然而,導電性黏著劑層之硬化係可設為與上述之配線構件20之情況相同而進行,而即使經由如此之連接方法,亦可製作圖6所示之太陽電池模組。

在本實施形態之中,首先將反轉配線構件黏著於表面電極,接著,黏著於背面電極,而亦可為相反的順序,亦可同時進行。

另外,在本實施形態中,係取代由導電性基材22與導電性黏著劑層24所構成之配線構件20,而可使用設置黏著劑層於導電性基材22上之配線構件者,另外,在本實施形態中,係取代由導電性基材22與導電性黏著劑層24所構成之反轉配線構件26,而可使用經由使設置黏著劑層於導電性基材22上之配線構件的一端側,於沿著其長度方向之中心軸線周圍反轉,將一端側之黏著劑層面的方向設為與另一端側之黏著劑層面方向相反的反轉配線構件,而使用此等配線構件之情況,理想為將所黏著之配線構件,至電性連接電極與導電性基材為止進行加熱,同時於層積方向加壓者,由此,經由 黏著劑層之硬化物黏著電極與導電性基材之同時,確保了此等之間的電性連接。

作為構成如此之配線構件及反轉配線構件之黏著劑層的黏著劑成分,係如為顯現黏著性之成分,則並無特別限定,但從更提升黏著性之觀點,理想為含有熱硬化樹脂之樹脂組成物者。

作為熱硬化樹脂,係可使用公知之樹脂,例如,可舉出環氧樹脂、苯氧基樹脂、丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚醯胺樹脂、聚碳酸酯樹脂,而此等熱硬化樹脂係可單獨使用1種或組合2種以上來使用,在此等之中,從更提升連接信賴性的觀點,理想為由環氧樹脂、苯氧基樹脂及丙烯酸樹脂而成的群所選擇之1種以上的熱硬化性樹脂。

作為黏著劑成分之樹脂組成物除上述之熱硬化性樹脂以外,作為任意成分,亦可含有公知的硬化劑及硬化促進劑,另外,此樹脂組成物係為了改善對於表面電極13、背面電極15及導電性基材22而言之黏著性及潤濕性,亦可含有矽烷系偶合劑、鈦酸酯系偶合劑、鋁酸酯系偶合劑等改質材料,進而,其樹脂組成物係為了控制彈性率或黏著性,亦可含有丙烯酸橡膠、矽酮橡膠、脲烷等之橡膠成分,而為了控 制含於表面電極13,背面電極15,導電性基材22之遷移,亦可含有螯合材料。

此外,加熱溫度及加壓壓力係如為可確保上述電性連接,並經由導電性黏著劑層之硬化物而充分黏著電極及導電性基材之範圍即可,並無特別限制,然而,其加壓及加熱的諸條件係經由使用的用途,黏著劑成分中之各成分,被著體的材料而做適宜選擇,例如,加熱溫度係如為熱硬化性樹脂產生硬化之溫度即可,另外,加壓壓力係如為充分密著電極及導電性基材,且不損傷電極及導電性基材之範圍即可,進而,加熱.加壓時間係如為過剩的熱傳送至電極及導電性基材,而此等材料不會產生損傷或變質之時間即可。

實施例

以下,經由本實施例,更詳細地說明本發明,但本發明並非限定於此等實施例之構成。

(實施例1)

首先,於多結晶性矽晶圓的表面上,設置從銀玻璃漿所形成之表面電極(寬度2mm×長度12.5cm),並於背面上,設置從鋁漿所形成之電極,及於該電極上設置從鋁漿所形成之背面 電極而成,準備2片具有與圖1及圖2所示之構成同樣之太陽能電池單元(MOTECH公司製,商品名「125角單元多結晶MOT T1」)。

另一方面,準備將丙烯酸丁酯40質量部、丙烯酸乙酯30質量部、丙烯睛30質量部、及甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚合而成之丙烯酸橡膠(日立化成工業社製,商品名「KS8200H」,分子量:85萬)。

接著,將上述之丙烯酸橡膠124g,苯氧基樹脂(Union Carbide公司製,商品名「PKHC」,重量平均分子量:45000)50g,溶解於醋酸乙酯400g,得到固體成分30質量%之溶液,接著,添加含有微膠囊型潛在性硬化劑之液狀環氧樹脂(旭化成化學社製,商品名「潛在性硬化劑HX-3941HP」環氧量g185/eq)325g於上述溶液,並進而攪拌溶液,得到做為黏著劑成分之漿狀的樹脂組成物。

接著,對於在上述所得到之樹脂組成物,作為導電性粒子,添加分散平均粒徑為12μm之鎳粒子(外觀密度:3.36g/cm3 ),如此得到對於黏著劑成分及導電性粒子之合計體積而言,調配有5體積%之導電性粒子的漿狀導電性黏著劑,然而,導電性粒子之平均粒徑係經由以掃描型電子顯微鏡(SEM,日立製作製作,商品 名「S-510」的觀察而導出,另外,導電性粒子之調配量係從將導電性粒子的形狀當作平均粒徑為直徑之球狀而算出的粒子體積,以及從導電性粒子之表觀密度而算出。

接著,將在上述所得到之漿狀導電性黏著劑,使用滾塗機(TESTER產業社製,商品名「PI-1210」),塗佈於做為導電性基材之電解銅箔(寬度20cm×長度30cm×厚度175μm)之光澤面,並於導電性基材上形成塗膜,而滾塗機之間隙係從塗膜使溶劑揮發之後的厚度,即,導電性黏著劑層之厚度呈25μm地進行調整,而此調整係預先製作經由變更間隙而去除溶劑等之後的膜厚不同之3種類的薄膜,並導出間隙與膜厚之關係式,依據其關係式而進行。

接著,將形成有塗膜之導電性基材,載置於加熱板上,經由以70℃,進行3分鐘加熱之情況,使溶劑等揮發,之後,將其層積體,經由縱割機(東洋刃物社製,商品名「高精確度ganged unit」),裁斷為2mm寬度,得到設置有分散導電性粒子於帶狀之導電性基材上的導電性黏著劑層(厚度25μm)之配線構件,進而將其配線構件裁斷為26cm之長度,製作寬度2mm×長度26cm之矩形的配線構件。

接著,準備4枚上述之配線構件,以配線 構件之一端側的導電性黏著劑層重疊於一個之太陽能電池單元之各匯流條電極及背面電極上的方式配置各配線構件,之後,使用壓著工具(日化設備Engineering社製,商品名「AC-S300」),以加壓溫度170℃,加壓壓力2MPa,加熱.加壓時間20秒的條件,施以加熱及加壓,如此將4片配線構件分別黏著於太陽能電池單元之表背面電極。

接著,經由將黏著於表面電極之2片配線構件的未黏著側於沿著其長度方向之中心軸線周圍反轉,將未黏著側之導電性黏著劑層面的方向,設為與經黏著之導電性黏著劑層面的方向相反,而於此經反轉之配線構件的導電性黏著劑層,背面電極則以各自重疊的方式,鄰接配置其他的太陽能電池單元,同時將新準備之2片配線構件以其一端側之導電性黏著劑層重疊於其他的太陽能電池單元之匯流條電極上的方式配置,經由將其以上述同樣的條件進行加熱,加壓,製作如圖8所示之將太陽能電池單元2片串聯地連接之太陽電池模組。

(實施例2)

將與實施例1相同作為所得到之漿狀的導電性黏著劑,塗佈於PET薄膜上,在以與實施 例1同樣的條件進行乾燥,得到薄膜狀之導電性黏著劑,將其經由層壓於導電性基材(日立電線社製,商品名「A-SNO」,鍍錫品,寬度2mm×長度260cm×厚度240μm)上之情況,製作配線構件,並且,除了使用此配線構件以外係與實施例1相同,製作將太陽能電池單元2片串聯地連接之太陽電池模組。

(實施例3)

除了未添加導電性粒子於樹脂組成物以外係與實施例1相同,製作配線構件,並且,除了使用其配線構件以外係與實施例1相同,製作將太陽能電池單元2片串聯地連接之太陽電池模組。

(比較例1)

作為配線構件使用焊料鍍線(日立電線社製,商品名「A-TPS」),未進行配線構件之反轉,而在連接配線構件與電極時,除了經由燈加熱器,以260℃進行30秒加熱熔融以外,係與實施例1相同,製作將太陽能電池單元2片串聯地連接之太陽電池模組。

<太陽電池模組之各特性的評價>

關於在實施例1~3及比較例1所得到之太陽電池模組,依據下記的方法評價產率、單元的彎曲、信賴性,結果表示於表1。

[產率]

製作10個2片串聯連接之太陽電池模組,觀察各連接構造之狀態,將除了在10個中確認到破裂或剝離之太陽電池模組的比例(%),做為產率而求得。

[單元之彎曲]

將所得到之太陽電池模組,將其表面電極作為下側載置於平滑面上,再將矩形的單元之一端固定於平滑面,而單元係因其表面電極成為凸狀,故當將矩形的單元之一端固定於平滑面時,與其對向之一端則成為浮起的狀態,而將從其浮起的一端之平滑面的距離,使用焦點深度計,測定5點,算出相加平均值,將相對於單元的一邊長度之上述相加平均值的比例(%)作為彎曲量而算出,然而,因測定界限下限值為0.3%,故較其為小之情況係表中表示為「<0.3」。

[信賴性:F.F.(1000h)/F.F.(0h)之測定]

將所得到之太陽電池模組的IV曲線,使用太陽光模擬器(Wacom電創社製,商品名「WXS-155S-10」,AM:1.5G)而測定,另外,將太陽電池模組,以85℃,85%RH之高溫高濕環境下,靜置1000小時之後,同樣地測定IV曲線,從各IV曲線,各自導出F.F.,將靜置於高溫高濕環境下之後的F.F.,與在靜置於高溫高濕環境下之前的F.F.比例值之F.F.(1000h)/F.F.(0h),作為評價指標而使用,此外,一般當F.F.(1000h)/F.F.(0h)的值成為0.95以下時,將判斷為連接信賴性為低。

<生產性的評價>

另外,關於在實施例1~3及比較例1所得到之太陽電池模組之生產性,從設備投資,製造處理的觀點進行評價,關於投資設備的評價,係設備投資之成本,從低的順序,以「既有設備」、「低」、「中」、「高」表示於表1中,另外,關於製造處理的評價係從可容易生產的順序,以「簡便」、「稍為煩雜」、「相當煩雜」表示於表1中。

產業上之利用可能性

如根據本發明,可謀求製造工程之簡略化,同時可提供產率佳地得到高信賴性之太陽電池模組之太陽能電池單元之連接方法,以及高信賴性之太陽電池模組。

10‧‧‧太陽能電池

11‧‧‧基板

12‧‧‧受光部

13‧‧‧表面電極

14‧‧‧鋁漿層

15‧‧‧背面電極

20‧‧‧配線構件

22‧‧‧導電性基材

24‧‧‧導電性黏著劑層

26‧‧‧反轉配線構件

28‧‧‧反轉部

100‧‧‧太陽能電池組件

[圖1]係為太陽能電池單元表面之模式圖。

[圖2]係為太陽能電池單元背面之模式圖。

[圖3]係為表示有關本發明之配線構件之一實施形態的模式剖面圖。

[圖4]係為表示有關本發明之配線構件之 其他實施形態的斜視圖。

[圖5]係為為了說明有關本發明之太陽能電池單元的連接方法之模式圖。

[圖6]係為表示有關本發明之太陽能電池模組之一實施形態的模式圖,(a)係為從表面電極側觀察的圖,(b)係為從背面電極側觀察的圖。

[圖7]係為為了說明有關本發明之太陽能電池單元的連接方法之模式圖。

[圖8]係為為了說明以實施例所製作之太陽能電池模組之模式圖。

10‧‧‧太陽能電池

11‧‧‧基板

12‧‧‧受光部

13a‧‧‧匯流條電極

13b‧‧‧指狀電極

20‧‧‧配線構件

22‧‧‧導電性基材

24‧‧‧導電性黏著劑層

28‧‧‧反轉部

Claims (6)

  1. 一種太陽能電池單元之連接方法,係使於表面具備表面電極,於背面具備背面電極之太陽能電池單元之彼此加以連接的方法,其特徵乃具備:準備具備帶狀之導電性基材與設於該導電性基材之一面上的黏著劑層的配線構件,將該配線構件之一端側之黏著劑層,黏著於一方之太陽能電池單元之表面電極或背面電極的第1工程、和使歷經前述第1工程之前述配線構件之另一端側,經由向沿該長度方向之中心軸線周圍反轉,令另一端之黏著劑層之方向,與前述一端側之黏著劑層面之方向呈相反的第2工程、將歷經前述第2工程之前述配線構件之另一端側之黏著劑層黏著於另一方之太陽能電池單元之與前述第1工程所黏著之前述一方之太陽能電池單元之電極為逆極性之電極上的第3工程。
  2. 一種太陽能電池單元之連接方法,係使於表面具備表面電極,於背面具備背面電極之太陽能電池單元之彼此加以連接的方法,其特徵乃具備: 準備使具備帶狀之導電性基材與設於該導電性基材之一面上的黏著劑層的配線構件之一端側,經由向沿該長度方向之中心軸線周圍而反轉,令一端側之黏著劑層之方向,與另一端側之黏著劑層面之方向呈相反的反轉配線構件,使該反轉配線構件之一端側之黏著劑層,黏著於一方之太陽能電池單元之表面電極或背面電極的第1工程、和將前述反轉配線構件之另一端側之黏著劑層黏著於另一方之太陽能電池單元之與前述第1工程所黏著之前述一方之太陽能電池單元之電極為逆極性之電極上的第2工程。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之太陽能電池單元之連接方法,其中,前述導電性基材乃包含選自Cu、Ag、Au、Fe、Ni、Pb、Zn、Co、Ti及Mg所成群之一種以上之金屬元素者。
  4. 如申請專利範圍第1項之太陽能電池單元之連接方法,其中,前述黏著劑層為導電性黏著劑層。
  5. 如申請專利範圍第2項之太陽能電池單元之連接方法,其中,前述黏著劑層為導電性黏著劑層。
  6. 如申請專利範圍第3項之太陽能電池單元之連接方法,其中,前述黏著劑層為導電 性黏著劑層。
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