WO2011118688A1 - 太陽電池、太陽電池モジュール、電子部品及び太陽電池の製造方法 - Google Patents

太陽電池、太陽電池モジュール、電子部品及び太陽電池の製造方法 Download PDF

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三島 孝博
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Definitions

  • the present invention relates to a solar cell, a solar cell module, an electronic component, and a method for manufacturing a solar cell.
  • a solar cell module includes a plurality of solar cells.
  • the plurality of solar cells are electrically connected in series or in parallel by a wiring material.
  • solder has been widely used for bonding between solar cells and wiring materials.
  • a solar cell may become high temperature in an adhesion
  • This Patent Document 1 describes a method of forming irregularities on the electrode surface as a method for increasing the adhesive strength between the solar cell and the wiring material when the solar cell and the wiring material are bonded with a conductive resin adhesive. Yes.
  • a method for forming unevenness on the electrode surface a method is described in which unevenness is formed on the surface of the electrode by repeatedly printing using two types of masks having different patterns.
  • Patent Document 1 the method of forming irregularities on the surface of an electrode by repeatedly printing using a mask having different patterns has a problem that the manufacturing process becomes complicated.
  • the electrode of the solar cell is usually extremely thin, for example, about several tens of ⁇ m, there is a possibility that stress is applied to each semiconductor layer constituting the solar cell when the electrode is mechanically processed.
  • stress is applied to the semiconductor layer, the film quality of the semiconductor layer is deteriorated, and as a result, the photoelectric conversion characteristics of the solar cell may be deteriorated.
  • This problem is not a problem that only the solar cell module as described above has, but a problem that an electronic component in which electrodes are bonded with a conductive resin adhesive generally has a problem.
  • the objective is the solar cell which can be connected with high reliability using a resin adhesive, its manufacturing method, a solar cell module with high connection reliability, and connection It is to provide an electronic component with high reliability.
  • the solar cell according to the present invention includes a photoelectric conversion unit and a collecting electrode.
  • the photoelectric conversion unit generates carriers by receiving light.
  • the collecting electrode is provided on the surface of the photoelectric conversion unit.
  • a plurality of protrusions are formed on the surface of the current collecting electrode.
  • the surface roughness (Ra) of the surface of the current collecting electrode is in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • the plurality of protrusions extend in a direction inclined with respect to the normal direction of the surface of the current collecting electrode.
  • the base end portions of the plurality of projecting portions has a portion that becomes wider from the base end side to the tip end side of the projecting portion.
  • the collecting electrode includes a first electrode portion formed on the photoelectric conversion portion and a second electrode portion formed so as to cover the first electrode portion. You may have. In that case, it is preferable that the 2nd electrode part is comprised by the plating film.
  • the first electrode portion preferably has a higher density and a lower electrical resistance than the second electrode portion.
  • the plurality of protrusions may include needle-like protrusions.
  • the solar cell module according to the present invention includes a plurality of solar cells, a wiring material, and a resin adhesive.
  • Each of the plurality of solar cells includes a photoelectric conversion unit and a collecting electrode.
  • the photoelectric conversion unit generates carriers by receiving light.
  • the collecting electrode is provided on the surface of the photoelectric conversion unit.
  • the wiring member electrically connects a plurality of solar cells.
  • the resin adhesive bonds the collector electrode of the solar cell and the wiring material.
  • a plurality of protrusions are formed on at least one of the surface of the current collecting electrode and the surface of the wiring material on the current collecting electrode side.
  • Surface roughness (Ra) of at least one of the surface of the collector electrode on which the plurality of protrusions are formed and the surface of the wiring member on the collector electrode side ) Is in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • the collector electrode includes a first electrode part formed on the photoelectric conversion part, and a second electrode part formed so as to cover the first electrode part. You may have. In that case, it is preferable that the resin adhesive is provided so as to cover the second electrode portion.
  • the electronic component according to the present invention includes a first electrode, a second electrode, and a resin adhesive.
  • the second electrode is electrically connected to the first electrode.
  • the resin adhesive bonds the first electrode and the second electrode.
  • a plurality of protrusions are formed on the surface of the first electrode on the second electrode side.
  • the surface roughness (Ra) of the surface on the second electrode side of the first electrode is in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • the manufacturing method of the solar cell which concerns on this invention is related with the manufacturing method of a solar cell provided with the photoelectric conversion part which produces
  • at least the surface layer portion of the current collecting electrode is formed by plating.
  • the current density when at least the surface layer portion of the current collecting electrode is formed by plating is in the range of 2 A / dm 2 to 10 A / dm 2 .
  • the current density when forming at least the surface layer portion of the collecting electrode, and the surface roughness (Ra) of the surface of the collecting electrode is in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m. It is preferable to set the current density to be inside.
  • the current collecting electrode includes a first electrode part formed on the photoelectric conversion part, and a second electrode formed so as to cover the first electrode part.
  • Each of the first and second electrode portions is formed by plating, and the current density when forming the first electrode portion is greater than the current density when forming the second electrode portion. It is preferable to make it low.
  • a solar cell that can be connected with high reliability, a manufacturing method thereof, a solar cell module with high connection reliability, and an electronic component with high connection reliability can be provided.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2. It is a schematic sectional drawing of the solar cell in a modification.
  • 4 is a plan photograph of a second plating film formed in Experimental Example 1.
  • 12 is a plan photograph of a second plating film formed in Experimental Example 3.
  • 10 is a plan photograph of a second plating film formed in Experimental Example 5.
  • 10 is a plan photograph of a copper plate formed in Experimental Example 8.
  • 10 is a plane photograph of a copper plate formed in Experimental Example 9.
  • the solar cell module 1 shown in FIG. 1 as an example.
  • the solar cell module 1 is merely an example.
  • the solar cell module according to the present invention is not limited to the solar cell module 1 at all.
  • the electronic component according to the present invention is not limited to the solar cell module 1 at all.
  • the electronic component according to the present invention may be a solar cell module having a form different from that of the solar cell module 1 or may be an electronic component other than the solar cell module.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention. First, a schematic configuration of the solar cell module 1 will be described with reference to FIG.
  • the solar cell module 1 includes a plurality of solar cells 10 arranged along the arrangement direction x.
  • the plurality of solar cells 10 are electrically connected by the wiring material 11.
  • a plurality of solar cells 10 are electrically connected in series or in parallel by electrically connecting adjacent solar cells 10 with the wiring material 11.
  • First and second protective members 14 and 15 are disposed on the light-receiving surface side and the back surface side of the plurality of solar cells 10. Between the first protective member 14 and the second protective member 15, a plurality of solar cells 10 are sealed with a sealant 13.
  • the sealant 13 can be formed of a light-transmitting resin such as an ethylene / vinyl acetate copolymer (EVA) or polyvinyl butyral (PVB).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymer
  • PVB polyvinyl butyral
  • the first and second protective members 14 and 15 can be formed of, for example, glass or resin.
  • the 1st protection member 14 is arrange
  • the 2nd protection member 15 is arrange
  • FIG. 2 is a schematic plan view seen from the light-receiving surface side of the solar cell.
  • FIG. 3 is a schematic plan view seen from the back side of the solar cell.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a portion of the solar cell module.
  • the solar cell 10 described here is merely an example.
  • the type and structure of the solar cell are not limited at all.
  • the solar cell 10 may be a back-junction solar cell having p-side and n-side current collecting electrodes only on the back side.
  • one main surface of the solar cell 10 is a light receiving surface and the other main surface is a back surface.
  • both main surfaces of the solar cell may be light receiving surfaces. .
  • each of the first and second protective members 14 and 15 has translucency.
  • the solar cell 10 includes a photoelectric conversion unit 20.
  • the photoelectric conversion unit 20 generates carriers (electrons and holes) by receiving light.
  • the photoelectric conversion unit 20 is made of a semiconductor material having a semiconductor junction such as a pn junction or a pin junction.
  • the semiconductor material include crystalline silicon semiconductors such as single crystal silicon and polycrystalline silicon, amorphous silicon semiconductors, and compound semiconductors such as GaAs.
  • the solar cell 10 of this embodiment has a HIT (registered trademark) structure. Therefore, as shown in FIG. 4, the photoelectric conversion unit 20 includes an n-type crystalline silicon substrate 20c. An i-type amorphous silicon layer 20d is formed on one surface of the crystalline silicon substrate 20c. Further, a p-type amorphous silicon layer 20e is formed on the amorphous silicon layer 20d. A HIT structure is formed by joining the crystalline silicon substrate 20c, the i-type amorphous silicon layer 20d, and the p-type amorphous silicon layer 20e.
  • HIT registered trademark
  • a TCO layer 20h is formed on the p-type amorphous silicon layer 20e.
  • An insulating layer 20i is formed on the TCO layer 20h so that a part of the TCO layer 20h is exposed.
  • a base electrode layer 20j is formed on the surface of the TCO layer 20h on the portion exposed from the insulating layer 20i.
  • the base electrode layer 20j is formed in a shape corresponding to the shape of a collecting electrode 21a described later.
  • An i-type amorphous silicon layer 20f is formed on the other surface of the crystalline silicon substrate 20c.
  • An n-type amorphous silicon layer 20g is formed on the amorphous silicon layer 20f. Minority carrier recombination is suppressed by the bonding of the crystalline silicon substrate 20c, the i-type amorphous silicon layer 20f, and the n-type amorphous silicon layer 20g.
  • a TCO layer 20k is formed on the n-type amorphous silicon layer 20g.
  • An insulating layer 20l is formed on the TCO layer 20k so that a part of the TCO layer 20k is exposed.
  • a base electrode layer 20m is formed on the portion of the TCO layer 20k exposed from the insulating layer 20l. The base electrode layer 20m is formed in a shape corresponding to the shape of a collecting electrode 21b described later.
  • the TCO layers 20h and 20k can be formed of a light-transmitting conductive oxide such as indium oxide or zinc oxide.
  • the insulating layers 20i and 20l can be formed of, for example, silicon oxide or silicon nitride.
  • the base electrode layers 20j and 20m can be made of, for example, a metal such as Ni or an alloy plating film.
  • either the p-type amorphous silicon layer 20e or the n-type amorphous silicon layer 20g may be disposed on the light receiving surface side.
  • the p-type amorphous silicon layer 20e is arranged on the light receiving surface side will be described.
  • the n-type amorphous silicon layer 20g may be disposed on the light receiving surface side.
  • the current collecting electrodes 21a and 21b include a plurality of finger electrodes 22a and 22b and bus bars 23a and 23b.
  • Each of the plurality of finger electrodes 22a and 22b extends parallel to each other in a direction y perpendicular to the arrangement direction x.
  • the plurality of finger electrodes 22a and 22b are arranged along the arrangement direction x.
  • the bus bars 23a and 23b are formed to extend in the arrangement direction x.
  • the bus bars 23a and 23b connect the plurality of finger electrodes 22a and 22b.
  • each of the collecting electrodes 21a and 21b is integrally formed.
  • a plurality of protrusions are formed on the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b.
  • This protrusion has a steep slope.
  • the protrusion has, for example, a needle shape. Note that FIG. 4 is schematically drawn for convenience of drawing, and the surface shape shown in FIG. 4 is different from the actual surface shape.
  • the plurality of protrusions formed on the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b are inclined with respect to the normal direction of the surface of the portion of the collecting electrode where the protrusions are formed. It extends to.
  • the “normal direction of the surface of the current collecting electrode” is a direction indicated by an arrow z in FIG.
  • the surface roughness of the current collecting electrodes 21a and 21b is a surface roughness Ra defined by JIS B 0601: 2001, and is in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • each of the collecting electrodes 21a and 21b may be integrally formed, for example, but in the present embodiment, each of the collecting electrodes 21a and 21b includes the first electrode portions 21a1 and 21b1 and the second electrodes 21a and 21b1. It has electrode parts 21a2 and 21b2.
  • the first electrode portions 21a1 and 21b1 are formed on the light receiving surface 20a of the photoelectric conversion portion 20 so as to be in contact with the base electrode layer 20j.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed so as to cover the first electrode portions 21a1 and 21b1.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed so as to cover the entire surfaces of the first electrode portions 21a1 and 21b1.
  • the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b on which the plurality of protrusions are formed are constituted by the surfaces of the second electrode portions 21a2 and 21b2.
  • 1st and 2nd electrode part 21a1, 21b1, 21a2, 21b2 is formed of the plating film.
  • the material of the first and second electrode portions 21a1, 21b1, 21a2, 21b2 is not particularly limited as long as it has conductivity.
  • the first and second electrode portions 21a1, 21b1, 21a2, and 21b2 can be formed of, for example, a metal such as silver, nickel, or copper, or an alloy containing at least one of these metals.
  • the first electrode portions 21a1, 21b1 and the second electrode portions 21a2, 21b2 may be made of the same material or different materials.
  • the first electrode portions 21a1 and 21b1 are preferably higher in density than the second electrode portions 21a2 and 21b2 and have a low electric resistance.
  • an antioxidant film made of, for example, tin or silver may be provided on the surfaces of the second electrode portions 21a2 and 21b2.
  • the method for forming the antioxidant film is not particularly limited.
  • the antioxidant film can be formed by, for example, plating.
  • the solar cells 10 arranged adjacent to each other are electrically connected by a wiring material 11.
  • one side portion of the wiring material 11 is electrically connected to one of the collector electrodes 21a and 21b of the solar cell 10, and the other side portion of the wiring material 11 is connected to the solar cell.
  • the adjacent solar cell 10 is electrically connected by the wiring material 11.
  • the wiring member 11 is not particularly limited as long as it has conductivity. As shown in FIG. 4, in this embodiment, the wiring material 11 is comprised by the wiring material main body 11a and the solder layer 11b which covers the wiring material main body 11a.
  • the connection between the wiring member 11 and the collecting electrodes 21a and 21b is adhered by a conductive resin adhesive 12 as a resin adhesive.
  • the conductive resin adhesive 12 includes a resin 12a that has substantially no conductivity, and conductive particles 12b dispersed in the resin 12a.
  • Examples of the material of the resin 12a of the conductive resin adhesive 12 include an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicon resin, and a mixture or copolymer of these resins.
  • the conductive particles 12b of the conductive resin adhesive 12 for example, particles made of a metal such as nickel, copper, silver, aluminum, tin, gold, or an alloy containing one or more of these metals are used. it can.
  • the conductive particles 12b may be obtained by applying conductive coating such as metal coating or alloy coating to insulating particles.
  • the insulating particles include inorganic oxide particles and resin particles.
  • the inorganic oxide particles include particles made of an inorganic oxide such as alumina, silica, titanium oxide, and glass.
  • the resin particles include particles made of an epoxy resin, an acrylic resin, a polyimide resin, a phenol resin, a urethane resin, a silicon resin, a mixture or a copolymer of these resins, and the like.
  • the shape of the conductive particles 12b is not particularly limited.
  • the conductive particles 12b may be, for example, spherical or elliptical.
  • the photoelectric conversion unit 20 is prepared.
  • the photoelectric conversion unit 20 can be created by a known method.
  • first electrode portions 21a1 and 21b1 are first formed.
  • the formation method of the first electrode portions 21a1 and 21b1 is not particularly limited.
  • the first electrode portions 21a1 and 21b1 are formed by plating will be described.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed by plating.
  • the current density when the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed by plating is in the range of 2 A / dm 2 to 10 A / dm 2 .
  • a plurality of protrusions can be formed on the surfaces of the second electrode portions 21a2 and 21b2, and the surface roughness of the surfaces of the current collecting electrodes 21a and 21b is set according to JIS B 0601:
  • the surface roughness Ra specified by 2001 can be in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m.
  • the current density when forming the first electrode portions 21a1, 21b1 is preferably set lower than the current density when forming the second electrode portions 21a1, 21b1.
  • the density of 1st electrode part 21a1, 21b1 can be raised.
  • the electrical resistance of the first electrode portions 21a1 and 21b1 can be lowered. Therefore, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance of the current collecting electrodes 21a and 21b.
  • the plurality of solar cells 10 created as described above are electrically connected using the wiring material 11.
  • the wiring material 11 is disposed on the collecting electrodes 21a and 21b with the conductive resin adhesive 12 interposed therebetween, and the wiring material 11 is relatively pressed toward the collecting electrodes 21a and 21b.
  • the wiring member 11 and the collecting electrodes 21a and 21b can be bonded and electrically connected.
  • the plurality of solar cells 10 are electrically connected by repeatedly bonding the wiring member 11 and the current collecting electrodes 21a and 21b.
  • the method of disposing the conductive resin adhesive 12 on the current collecting electrodes 21a and 21b may be a method of applying the conductive resin adhesive 12, or collecting the film-like conductive resin adhesive 12.
  • the method of mounting on the electric electrodes 21a and 21b may be used.
  • the formation method of the sealing agent 13 and the first and second protective members 14 and 15 is not particularly limited.
  • the sealing agent 13 and the first and second protective members 14 and 15 are formed by a known method. can do.
  • a resin sheet such as an EVA sheet is placed on the second protective member 15.
  • a plurality of solar cells 10 electrically connected by the wiring member 11 are disposed on the resin sheet.
  • a resin sheet such as an EVA sheet is placed thereon, and the first protective member 14 is placed thereon. These are temporarily pressure-bonded by thermocompression bonding in a reduced-pressure atmosphere, and then heated again to cure the resin sheet.
  • the solar cell module 1 can be manufactured by the above process.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed by plating, and the current density at the time of forming the second electrode portions 21a2 and 21b2 is 2 A / dm 2 to 10 A / in the range of dm 2. Therefore, a plurality of protrusions are formed on the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b, and the surface roughness of the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b is the surface roughness Ra defined by JIS B 0601: 2001. , 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m. For this reason, the adhesion strength between the wiring member 11 and the current collecting electrodes 21a and 21b can be effectively increased as demonstrated in the following experimental examples. Therefore, the solar cell module 1 having high reliability can be obtained.
  • the protrusions can be formed on the surfaces of the current collecting electrodes 21a and 21b only by adjusting the current density at the time of plating. For this reason, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture the solar cell module 1 having high reliability without complicating the manufacturing process of the solar cell module 1.
  • the surfaces of the current collecting electrodes 21a and 21b are Needle-like protrusions cannot be formed. Therefore, it is difficult to sufficiently increase the adhesion strength between the wiring member 11 and the collecting electrodes 21a and 21b.
  • the current density during plating of the second plating films 21a2 and 21b2 is in the range of 2 A / dm 2 to 10 A / dm 2 , and a plurality of needle-like shapes are formed on the surfaces of the current collecting electrodes 21 a and 21 b.
  • the adhesion strength between the wiring member 11 and the collector electrodes 21a and 21b can be effectively increased only by forming the protrusions.
  • the surface roughness of the surfaces of the current collecting electrodes 21a and 21b needs to be within a predetermined range. Not only when the surface roughness of the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b is too small, but also when the surface roughness is too large, the adhesion strength between the wiring member 11 and the collecting electrodes 21a and 21b cannot be effectively increased.
  • the wiring material 11 and the current collecting electrode 21a , 21b cannot be sufficiently increased.
  • the surface roughness of the surface of the current collecting electrodes 21a and 21b exceeds 0.6 ⁇ m with the surface roughness Ra defined by JIS B 0601: 2001, the wiring material 11 and the current collecting electrodes 21a and 21b are also used. The adhesion strength between the two cannot be sufficiently increased.
  • At least some of the plurality of needle-like protrusions formed on the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b are in the normal direction of the surfaces of the collecting electrodes 21a and 21b. It is formed so as to extend in a direction inclined with respect to it.
  • at least a part of the plurality of protrusions has a shape in which a portion that becomes wider from the proximal end side of the needle-like protrusion toward the distal end side exists at the proximal end part of the protrusion part.
  • the conductive resin adhesive 12 is also located below the protrusions. Therefore, the adhesion strength between the wiring member 11 and the current collecting electrodes 21a and 21b can be increased more effectively.
  • the collector electrodes 21a and 21b have a higher density than the second electrode portions 21a2 and 21b2 as well as the second electrode portions 21a2 and 21b2, and the second electrode portions It is preferable to provide first electrode portions 21a1 and 21b2 having lower electrical resistance than 21a2 and 21b2. By doing so, the electrical resistance of the current collection electrodes 21a and 21b can be reduced.
  • the first electrode portions 21a1 and 21b2 are made of a material having a lower electrical resistance than the second electrode portions 21a2 and 21b2, so that the first electrode portions 21a1 and 21b2 have a higher density than the second electrode portions 21a2 and 21b2.
  • the first electrode portions 21a1 and 21b2 having lower electric resistance than the second electrode portions 21a2 and 21b2 can be formed.
  • the first electrode portions 21a1, 21b2 and the material of the second electrode portions 21a2, 21b2 are different, the first electrode portions 21a1, 21b2, the second electrode portions 21a2, 21b2, In some cases, the adhesion of the resin may deteriorate. Therefore, the first electrode portions 21a1 and 21b2 and the second electrode portions 21a2 and 21b2 are formed of the same material, and the current densities are different, so that the first electrode portions 21a1 and 21b2 It is preferable to adjust the electrical resistance with the electrode portions 21a2 and 21b2.
  • the conductive resin adhesive 12 is provided only between the current collecting electrodes 21 a and 21 b and the wiring member 11 .
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the conductive resin adhesive 12 may be provided so as to cover the second electrode portions 21a2 and 21b2. In this case, the adhesiveness between the conductive resin adhesive 12 and the current collecting electrodes 21a and 21b can be further improved.
  • each of the first and second electrode portions 21a1, 21b1, 21a2, and 21b2 is formed of a plating film.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • Each of the first and second electrode portions 21a1, 21b1, 21a2, and 21b2 may be made of a material other than the plating film.
  • the second electrode portions 21a2 and 21b2 are preferably made of a plating film.
  • the wiring member 11 and the collecting electrodes 21a and 21b are bonded by the conductive resin adhesive 12 .
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the wiring material and the collecting electrode may be bonded with an insulating resin adhesive that does not contain conductive particles.
  • the wiring material and the current collecting electrode can be electrically connected by directly contacting the wiring material and the current collecting electrode.
  • a copper plate 30 (see FIG. 11) having a length of 50 mm, a width of 100 mm, and a thickness of 500 ⁇ m was immersed in a copper sulfate aqueous solution plating bath, and “current density 1” shown in Table 1 below was set to “time 1 ”, copper plating was performed, and a first plating film 31 was formed on the copper plate 30. Subsequently, it is again immersed in a copper sulfate aqueous plating bath, and copper plating is performed for “time 2” at “current density 2” shown in Table 1 below. Two plating films 32 were formed.
  • the surface roughness Ra of the surface of the obtained second plating film 32 is measured based on JIS B 0601: 2001 (corresponding to ISO 4287: 1997) using a laser microscope VK-9710 manufactured by Keyence Corporation. Was measured.
  • the surface roughness Ra was measured for the entire image in the range of 62 ⁇ m in the horizontal direction and 46 ⁇ m in the vertical direction. The results are shown in Table 1 below and FIG.
  • the surface roughness Ra of the surface of the second plating film 32 can be increased by increasing the current density (current density 2) when the second plating film 32 is formed.
  • the surface roughness Ra of the surfaces of the second electrode portions 21a2 and 21b2 can be controlled by changing the current density when forming the second electrode portions 21a2 and 21b2 in the above embodiment.
  • a copper foil 34 having a width of 1 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 100 ⁇ m is bonded onto the sample obtained in each of Experimental Examples 1 to 7 with a conductive resin.
  • Adhesive 33 was used for adhesion.
  • the conductive resin adhesive 33 is made of an epoxy resin containing about 8% by mass of Ni filler having an average particle diameter of 2 ⁇ m to 5 ⁇ m, and has a width of 1 mm, a length of 50 mm, and a thickness of 25 ⁇ m.
  • a film-like conductive resin adhesive was used.
  • the copper foil 34 is placed on the second plating film 32 via the conductive resin adhesive 33 and pressed at 0.25 MPa for 30 minutes at 200 ° C. Glued to. Thereafter, using a peel strength tester (MX-2000N manufactured by IMADA), the copper foil 34 is pulled at a speed of 40 mm / min along the normal direction of the copper plate 30 and the maximum load when the copper foil 34 peels off. was determined as peel strength (g).
  • the results are shown in Table 1 and FIGS.
  • the copper foil 34 was similarly bonded onto the copper plate 30 created in Experimental Examples 8 and 9 using the conductive resin adhesive 33, and the peel strength was measured in the same procedure. The results are shown in Table 1 and FIG.
  • the peel strength was as small as 157.0 g even though the surface roughness Ra of the surface of the copper plate 30 was as large as 0.613.
  • the surface roughness Ra is smaller than in Experimental Example 8. Regardless, a high peel strength of 168 g or more was obtained.
  • Example 1 the plurality of solar cells described in the above embodiment were manufactured in the following manner.
  • the amorphous silicon layers 20d to 20g are appropriately formed on the (100) -oriented n-type crystalline silicon substrate 20c (resistivity: 1 ⁇ cm, 100 mm ⁇ 100 mm, thickness: 200 ⁇ m, double-sided mirror polishing) using plasma CVD. Formed. The thickness of each of the amorphous silicon layers 20d to 20g was 10 nm.
  • TCO layers 20h and 20k made of ITO and having a thickness of 60 nm were formed by sputtering. Subsequently, after forming a 40 nm thick SiO 2 film by sputtering, the insulating layers 20 i and 20 l were formed by patterning by chemical etching using a resist.
  • the base electrode layers 20j and 20m made of a nickel film having a thickness of 0.2 ⁇ m were formed by electrolytic nickel plating.
  • first electrode portions 21a1 and 21b1 made of a copper plating film having a thickness of 10 ⁇ m were formed on the base electrode layers 20j and 20m by electrolytic copper plating.
  • the current density during the first electrode portion 21a1,21b1 formation was 0.1 A / dm 2.
  • the surface roughness Ra of the surfaces of the obtained first electrode portions 21a1 and 21b1 was measured by the same method as described in the above experimental example, and found to be 0.2 ⁇ m.
  • second electrode portions 21a2 and 21b2 made of a copper plating film having a thickness of 10 ⁇ m were formed by electrolytic copper plating.
  • the current density during the second electrode portions 21a2,21b2 formation was 6A / dm 2.
  • the surface roughness Ra of the surfaces of the obtained second electrode portions 21a2 and 21b2 was measured by the same method as that described in the above experimental example, and found to be 0.34 ⁇ m.
  • a solar cell 10 was completed by forming a tin plating film having a thickness of 1 ⁇ m on the second electrode portions 21a2 and 21b2 by electrolytic tin plating.
  • the surface roughness Ra of the surface of the obtained collecting electrode was measured by the same method as described in the above experimental example, and found to be 0.34 ⁇ m.
  • a conductive resin adhesive is applied with a width of 0.5 mm on the bus bars 23a and 23b of the completed solar cell 10 using a dispenser, and a current comprising a solder-plated annealed copper wire with a width of 1.5 mm and a thickness of 100 ⁇ m.
  • the conductive resin adhesive was cured by heating at 150 ° C. for 10 minutes.
  • the solar cell 10 was arrange
  • a conductive resin adhesive mainly composed of an epoxy resin was used.
  • Comparative Example 1 A solar cell module was produced in the same manner as in Example 1 except that the current collecting electrode was constituted by a 20 ⁇ m copper plating film formed by electrolytic copper plating without forming the first and second electrode layers. .
  • the current density during electrolytic copper plating was set to 0.1 A / dm 2.
  • the surface roughness Ra of the surface of the obtained collecting electrode was 0.27 ⁇ m.
  • thermo cycle test For each of the 10 solar cell modules prepared in Example 1 and Comparative Example 1, a temperature cycle test based on the conditions specified in JIS C 8917 was performed using a thermostatic chamber. Specifically, 10 solar cell modules are placed in a thermostatic chamber, raised from 25 ° C. to 90 ° C. over 45 minutes, held at 90 ° C. for 90 minutes, and then cooled to ⁇ 40 ° C. over 90 minutes. Then, a cycle of holding at ⁇ 40 ° C. for 90 minutes and further raising the temperature to 25 ° C. over 45 minutes was performed 200 cycles. And the output before implementation of a temperature cycle test and the output after implementation of a temperature cycle test were measured. The results are shown in Table 2 below. In addition, the output shown in Table 2 is an average value with the output before the temperature cycle test of each solar cell module taken as 100.
  • the current density when the second plating film 32 is formed is in the range of 2 A / dm 2 to 10 A / dm 2 and the surface roughness of the surface of the second plating film 32 is JIS B
  • Example 1 in which the surface roughness Ra specified by 0601: 2001 was in the range of 0.1 ⁇ m to 0.6 ⁇ m, good heat resistance was obtained.
  • the comparative example in which the surface roughness Ra of the collecting electrode is small sufficiently high heat resistance was not obtained. From this result, it is understood that a solar cell having high heat resistance and reliability can be realized by using the current collecting electrode according to the present invention.

Abstract

【課題】樹脂接着剤を用いて高い信頼性で接続し得る太陽電池を提供する。 【解決手段】太陽電池10は、受光することによりキャリアを生成する光電変換部20と、光電変換部20の表面上に設けられている集電電極21a、21bとを備えている。集電電極21a、21bの表面には、複数の突起部が形成されている。集電電極21a、21bの表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある。

Description

太陽電池、太陽電池モジュール、電子部品及び太陽電池の製造方法
 本発明は、太陽電池、太陽電池モジュール、電子部品及び太陽電池の製造方法に関する。
 近年、環境負荷が小さいエネルギー源として、太陽電池モジュールが大いに注目されている。
 一般的に、太陽電池モジュールは、複数の太陽電池を備えている。複数の太陽電池は、配線材によって電気的に直列または並列に接続されている。
 従来、太陽電池と配線材との接着には、半田が広く用いられていた。しかしながら、半田を用いて太陽電池と配線材とを接着するためには、半田を融解させる必要がある。このため、接着工程において、太陽電池が高温になり、太陽電池が損傷したり、変形したりする虞がある。
 これに鑑み、近年、太陽電池と配線材との接着に、導電性樹脂接着剤を用いることが検討されている(例えば、特許文献1を参照)。
 この特許文献1には、太陽電池と配線材とを導電性樹脂接着剤により接着した場合における太陽電池と配線材との接着強度を高める方法として、電極表面に凹凸を形成する方法が記載されている。電極表面に凹凸を形成する方法としては、異なるパターンを有する2種類のマスクを用いて繰り返し印刷することにより、電極の表面に凹凸を形成する方法が記載されている。
特開2009-295940号公報
 しかしながら、上記特許文献1に記載のように、パターンの異なるマスクを用いて繰り返し印刷することにより電極の表面に凹凸を形成する方法には、製造プロセスの煩雑化を招くという課題がある。
 また、電極の表面に凹凸を機械的に形成することも考えられる。しかしながら、太陽電池の電極は、通常、例えば数十μm程度と極めて薄いため、電極に機械的加工を施す際に太陽電池を構成する各半導体層にまで応力が加わる虞がある。半導体層にまで応力が加わると、半導体層の膜質が低下し、その結果、太陽電池の光電変換特性が劣化する虞がある。
 この問題は、上述のような太陽電池モジュールのみが有する問題ではなく、電極間が導電性樹脂接着剤により接着された電子部品が一般的に有する問題である。
 本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、樹脂接着剤を用いて高い信頼性で接続し得る太陽電池及びその製造方法、接続信頼性が高い太陽電池モジュール、並びに接続信頼性が高い電子部品を提供することにある。
 本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、集電電極とを備えている。光電変換部は、受光することによりキャリアを生成する。集電電極は、光電変換部の表面上に設けられている。集電電極の表面には、複数の突起部が形成されている。集電電極の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある。
 本発明に係る太陽電池では、複数の突起部の少なくとも一部は、集電電極の表面の法線方向に対して傾斜した方向に延びていることが好ましい。
 本発明に係る太陽電池では、複数の突起部の少なくとも一部の基端部には、突起部の基端部側から先端部側に向かって幅広となる部分が存在することが好ましい。
 本発明に係る太陽電池では、集電電極は、光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有していてもよい。その場合、第2の電極部は、めっき膜により構成されていることが好ましい。また、第1の電極部は、第2の電極部よりも高密度であると共に、低い電気抵抗を有することが好ましい。
 本発明に係る太陽電池では、複数の突起部は、針状の突起部を含んでいてもよい。
 本発明に係る太陽電池モジュールは、複数の太陽電池と、配線材と、樹脂接着剤とを備えている。複数の太陽電池のそれぞれは、光電変換部と、集電電極とを有する。光電変換部は、受光することによりキャリアを生成する。集電電極は、光電変換部の表面上に設けられている。配線材は、複数の太陽電池を電気的に接続している。樹脂接着剤は、太陽電池の集電電極と配線材とを接着している。集電電極の表面と、配線材の集電電極側の表面との少なくとも一方には、複数の突起部が形成されている。複数の突起部が形成されている、集電電極の表面と、配線材の集電電極側の表面との少なくとも一方の表面粗さ(Ra
)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある。
 本発明に係る太陽電池モジュールでは、集電電極は、光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有していてもよい。その場合、樹脂接着剤は、第2の電極部を覆うように設けられていることが好ましい。
 本発明に係る電子部品は、第1の電極と、第2の電極と、樹脂接着剤とを備えている。第2の電極は、第1の電極に電気的に接続されている。樹脂接着剤は、第1の電極及び第2の電極とを接着している。第1の電極の第2の電極側の表面には、複数の突起部が形成されている。第1の電極の第2の電極側の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある。
 本発明に係る太陽電池の製造方法は、受光することによりキャリアを生成する光電変換部と、光電変換部の表面上に設けられている集電電極とを備える太陽電池の製造方法に関する。本発明に係る太陽電池の製造方法では、集電電極の少なくとも表層部分を、めっきにより形成する。集電電極の少なくとも表層部分をめっきにより形成するときの電流密度を2A/dm~10A/dmの範囲内とする。
 本発明に係る太陽電池の製造方法では、集電電極の少なくとも表層部分を形成するときの電流密度を、集電電極の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内となるような電流密度に設定することが好ましい。
 本発明に係る太陽電池の製造方法では、集電電極は、光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有し、第1及び第2の電極部のそれぞれをめっきにより形成し、第1の電極部を形成するときの電流密度を、第2の電極部を形成するときの電流密度よりも低くすることが好ましい。
 本発明によれば、高い信頼性で接続し得る太陽電池及びその製造方法、接続信頼性が高い太陽電池モジュール、並びに接続信頼性が高い電子部品を提供することができる。
本発明を実施した一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。 太陽電池の受光面側から視た略図的平面図である。 太陽電池の裏面側から視た略図的平面図である。 図2の線IV-IVにおける略図的断面図である。 変形例における太陽電池の略図的断面図である。 実験例1において形成された第2のめっき膜の平面写真である。 実験例3において形成された第2のめっき膜の平面写真である。 実験例5において形成された第2のめっき膜の平面写真である。 実験例8において形成された銅板の平面写真である。 実験例9において形成された銅板の平面写真である。 実験例における剥離試験を説明するための模式的側面図である。 第2のめっき膜形成時の電流密度(電流密度2)と、第2のめっき膜の表面の表面粗さRaとの関係を表すグラフである。 第2のめっき膜の表面の表面粗さRaと、剥離強度との関係を表すグラフである。 第2のめっき膜形成時の電流密度(電流密度2)と、剥離強度との関係を表すグラフである。
 以下、本発明を実施した好ましい形態について、図1に示す太陽電池モジュール1を例に挙げて説明する。但し、太陽電池モジュール1は、単なる例示である。本発明に係る太陽電池モジュールは、太陽電池モジュール1に何ら限定されない。また、本発明に係る電子部品も、太陽電池モジュール1に何ら限定されない。本発明に係る電子部品は、太陽電池モジュール1とは異なる形態の太陽電池モジュールであってもよいし、太陽電池モジュール以外の電子部品であってもよい。
 なお、実施形態や変形例などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
 (太陽電池モジュール1の概略構成)
 図1は、本発明を実施した一実施形態に係る太陽電池モジュールの略図的断面図である。まず、図1を参照しながら、太陽電池モジュール1の概略構成について説明する。
 図1に示すように、太陽電池モジュール1は、配列方向xに沿って配列された複数の太陽電池10を備えている。複数の太陽電池10は、配線材11によって電気的に接続されている。具体的には、隣接する太陽電池10間が配線材11によって電気的に接続されることによって、複数の太陽電池10が直列または並列に電気的に接続されている。
 複数の太陽電池10の受光面側及び裏面側には、第1及び第2の保護部材14,15が配置されている。第1の保護部材14と第2の保護部材15との間には、封止剤13により、複数の太陽電池10の封止が行われている。
 なお、封止剤13並びに第1及び第2の保護部材14,15の材料は、特に限定されない。封止剤13は、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)やポリビニルブチラール(PVB)等の透光性を有する樹脂により形成することができる。
 第1及び第2の保護部材14,15は、例えば、ガラス、樹脂などにより形成することができる。また、例えば、第1及び第2の保護部材14,15のうちの一方を、アルミニウム箔などの金属箔を介在させた樹脂フィルムにより構成してもよい。本実施形態では、第1の保護部材14は、太陽電池10の裏面側に配置されており、アルミニウム箔などの金属箔を介在させた樹脂フィルムにより構成されている。第2の保護部材15は、太陽電池10の受光面側に配置されており、ガラスまたは透光性樹脂からなる。
 (太陽電池10の構造)
 図2は、太陽電池の受光面側から視た略図的平面図である。図3は、太陽電池の裏面側から視た略図的平面図である。図4は、太陽電池モジュールの一部分の略図的断面図である。次に、図2~図4を参照しながら、太陽電池10の構造について説明する。
 なお、ここで説明する太陽電池10は、単なる一例である。本発明において、太陽電池の種類や構造は何ら限定されない。例えば、太陽電池10は裏面にのみp側およびn側の集電電極を有する裏面接合型の太陽電池であっても良い。
 また、本実施形態においては、太陽電池10の一方の主面が受光面であり、他方の主面が裏面であるが、本発明において、太陽電池の両主面が受光面であってもよい。その場合は、上記第1及び第2の保護部材14,15のそれぞれが透光性を有することが好ましい。
 (光電変換部20)
 図2~図4に示すように、太陽電池10は、光電変換部20を有する。光電変換部20は、受光することによってキャリア(電子及び正孔)を生成するものである。
 光電変換部20は、pn接合や、pin接合等の半導体接合を有する半導体材料から構成されている。半導体材料としては、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコンなどの結晶性シリコン半導体、非晶質シリコン半導体、GaAs等の化合物半導体などが挙げられる。
 具体的には、本実施形態の太陽電池10は、HIT(登録商標)構造を有するものである。このため、図4に示すように、光電変換部20は、n型の結晶性シリコン基板20cを備えている。結晶性シリコン基板20cの一方の表面の上には、i型のアモルファスシリコン層20dが形成されている。さらに、アモルファスシリコン層20dの上には、p型のアモルファスシリコン層20eが形成されている。これら結晶性シリコン基板20c、i型のアモルファスシリコン層20d及びp型のアモルファスシリコン層20eの接合によりHIT構造が形成されている。
 p型のアモルファスシリコン層20eの上には、TCO層20hが形成されている。TCO層20hの上には、TCO層20hの一部が露出するように絶縁層20iが形成されている。また、TCO層20hの表面の、絶縁層20iから露出した部分の上には、下地電極層20jが形成されている。この下地電極層20jは、後述する集電電極21aの形状に対応した形状に形成されている。
 結晶性シリコン基板20cの他方の表面の上には、i型のアモルファスシリコン層20fが形成されている。アモルファスシリコン層20fの上には、n型のアモルファスシリコン層20gが形成されている。これら結晶性シリコン基板20c、i型のアモルファスシリコン層20f及びn型のアモルファスシリコン層20gの接合により少数キャリアの再結合が抑制されている。
 n型のアモルファスシリコン層20gの上には、TCO層20kが形成されている。TCO層20kの上には、TCO層20kの一部が露出するように絶縁層20lが形成されている。また、TCO層20kの、絶縁層20lから露出した部分の上には、下地電極層20mが形成されている。この下地電極層20mは、後述する集電電極21bの形状に対応した形状に形成されている。
 なお、TCO層20h、20kは、例えば、酸化インジウムや酸化亜鉛などの透光性導電酸化物により形成することができる。絶縁層20i、20lは、例えば、酸化ケイ素や窒化ケイ素により形成することができる。下地電極層20j、20mは、例えば、Niなどの金属や、合金のめっき膜により構成することができる。
 また、p型のアモルファスシリコン層20eとn型のアモルファスシリコン層20gとのいずれが受光面側に配置されていてもよい。以下では、p型のアモルファスシリコン層20eを受光面側に配置する例について説明する。但し、n型のアモルファスシリコン層20gが受光面側に配置されていてもよい。
 (集電電極21a、21b)
 光電変換部20の受光面20a(図2を参照)と裏面20b(図3を参照)とのそれぞれの上には、集電電極21a、21bが形成されている。図2及び図3に示すように、集電電極21a、21bは、複数のフィンガー電極22a、22bと、バスバー23a、23bとを備えている。複数のフィンガー電極22a、22bのそれぞれは、配列方向xに垂直な方向yに相互に平行に延びている。複数のフィンガー電極22a、22bは、配列方向xに沿って配列されている。バスバー23a、23bは、配列方向xに延びるように形成されている。バスバー23a、23bは、複数のフィンガー電極22a、22bを接続している。なお、本実施形態では、集電電極21a、21bのそれぞれは、一体に形成されている。
 図4に示すように、本実施形態では、集電電極21a、21bの表面には、複数の突起部が形成されている。この突起部は、急峻な傾きを有している。突起部は、例えば、針状の形状を有する。なお、図4は、描画の便宜上、模式的に描画されたものであり、図4に示す表面形状は、実際の表面形状とは異なっている。
 具体的には、集電電極21a、21bの表面に形成されている複数の突起部は、集電電極の、その突起部が形成されている部分の表面の法線方向に対して傾斜した方向に延びている。ここで、「集電電極の表面の法線方向」とは、図4の矢印zで示す方向である。
 また、一部の突起部の基端部には、突起部の基端部側から先端部側に向かって幅広となる部分が存在している。
 集電電極21a、21bの表面の表面粗さは、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.1μm~0.6μmの範囲内にある。
 集電電極21a、21bのそれぞれは、例えば、一体に形成されていてもよいが、本実施形態では、集電電極21a、21bのそれぞれは、第1の電極部21a1,21b1と、第2の電極部21a2,21b2とを有している。第1の電極部21a1,21b1は、光電変換部20の受光面20aの上に、下地電極層20jと接触するように形成されている。第2の電極部21a2、21b2は、第1の電極部21a1、21b1を覆うように形成されている。具体的には、本実施形態では、第2の電極部21a2、21b2は、第1の電極部21a1、21b1の表面全体を覆うように形成されている。上記複数の突起部が形成されている集電電極21a、21bの表面は、この第2の電極部21a2、21b2の表面により構成されている。
 第1及び第2の電極部21a1,21b1,21a2,21b2は、めっき膜により形成されている。
 第1及び第2の電極部21a1,21b1,21a2,21b2の材質は、導電性を有するものである限り特に限定されない。第1及び第2の電極部21a1,21b1,21a2,21b2は、例えば、銀、ニッケル、銅などの金属や、それらの金属のうちの少なくとも一種を含む合金により形成することができる。第1の電極部21a1、21b1と、第2の電極部21a2,21b2とは、同一材料からなるものであってもよいし、異なる材料からなるものであってもよい。
 第1の電極部21a1、21b1は、第2の電極部21a2,21b2よりも高密度であると共に、低い電気抵抗を有することが好ましい。
 なお、第2の電極部21a2,21b2の表面の上には、例えば、錫や銀などからなる酸化防止膜が設けられていてもよい。酸化防止膜の形成方法は、特に限定されない。酸化防止膜は、例えば、めっきなどにより形成することができる。
 (配線材11による太陽電池10の電気的接続)
 図1に示すように、隣接して配置されている太陽電池10は、配線材11により電気的に接続されている。具体的には、配線材11の一方側の部分が、太陽電池10の集電電極21a、21bのうちの一方に電気的に接続されると共に、配線材11の他方側の部分が、当該太陽電池10に隣接する太陽電池10の集電電極21a、21bのうちの他方に電気的に接続されることにより、隣接する太陽電池10が配線材11により電気的に接続されている。
 配線材11は、導電性を有するものである限りにおいて特に限定されない。図4に示すように、本実施形態では、配線材11は、配線材本体11aと、配線材本体11aを覆う半田層11bとにより構成されている。
 配線材11と、集電電極21a、21bの接続は、樹脂接着剤としての、導電性樹脂接着剤12により接着されている。導電性樹脂接着剤12は、導電性を実質的に有さない樹脂12aと、樹脂12a中に分散している導電性粒子12bとを有する。
 導電性樹脂接着剤12の樹脂12aの材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、これらの樹脂の混合体や共重合体などが挙げられる。
 導電性樹脂接着剤12の導電性粒子12bとしては、例えば、ニッケル、銅、銀、アルミニウム、スズ、金などの金属や、これらの金属のうちの一種以上を含む合金からなる粒子を用いることができる。また、導電性粒子12bは、絶縁性粒子に金属コーティングまたは合金コーティングなどの導電性コーティングを施したものであってもよい。上記絶縁性粒子としては、例えば、無機酸化物粒子や樹脂粒子等が挙げられる。無機酸化物粒子としては、例えば、アルミナ、シリカ、酸化チタン、ガラスなどの無機酸化物からなる粒子が挙げられる。樹脂粒子としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、これらの樹脂の混合体や共重合体などからなる粒子が挙げられる。
 導電性粒子12bの形状は、特に限定されない。導電性粒子12bは、例えば、球状、楕球状などであってもよい。
 (太陽電池モジュール1の製造方法)
 次に、太陽電池モジュール1の製造方法について詳細に説明する。
 まず、光電変換部20を用意する。なお、光電変換部20は、公知の方法により作成することができる。
 次に、光電変換部20の上に、集電電極21a、21bを形成することにより、太陽電池10を完成させる。具体的には、まず、第1の電極部21a1,21b1を形成する。第1の電極部21a1,21b1の形成方法は、特に限定されない。以下、本実施形態では、第1の電極部21a1,21b1をめっきにより形成する場合について説明する。
 第1の電極部21a1,21b1の形成後、第2の電極部21a2,21b2を形成する。第2の電極部21a2,21b2は、めっきにより形成する。第2の電極部21a2,21b2をめっきにより形成するときの電流密度は、2A/dm~10A/dmの範囲内とする。このような電流密度に設定することにより、第2の電極部21a2、21b2の表面に、複数の突起部を形成できると共に、集電電極21a、21bの表面の表面粗さを、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.1μm~0.6μmの範囲内とすることができる。
 但し、この場合は、第2の電極部21a2、21b2の密度が低くなるため、電気抵抗が高くなる傾向にある。よって、第1の電極部21a1、21b1を形成するときの電流密度を、第2の電極部21a1,21b1を形成するときの電流密度よりも低く設定することが好ましい。そうすることにより、第1の電極部21a1、21b1の密度を高めることができる。その結果、第1の電極部21a1,21b1の電気抵抗を低くすることができる。従って、集電電極21a、21b全体の電気抵抗の上昇を抑制することができる。
 上記のように作成した複数の太陽電池10を、配線材11を用いて電気的に接続する。具体的には、集電電極21a、21bの上に、導電性樹脂接着剤12を介在させて配線材11を配置し、配線材11を、集電電極21a、21b側に相対的にプレスすることにより配線材11と集電電極21a、21bとを接着すると共に、電気的に接続することができる。この配線材11と集電電極21a、21bとの接着を繰り返し行うことにより、複数の太陽電池10を電気的に接続する。
 なお、導電性樹脂接着剤12を集電電極21a、21b上に配置する方法は、導電性樹脂接着剤12を塗布する方法であってもよいし、フィルム状の導電性樹脂接着剤12を集電電極21a、21b上に載置する方法であってもよい。
 次に、図1に示す封止剤13並びに第1及び第2の保護部材14,15を形成する。封止剤13並びに第1及び第2の保護部材14,15の形成方法は、特に限定されず、例えば、公知の方法により封止剤13並びに第1及び第2の保護部材14,15を形成することができる。例えば、第2の保護部材15の上に、EVAシートなどの樹脂シートを載置する。樹脂シートの上に、配線材11により電気的に接続された複数の太陽電池10を配置する。その上に、EVAシートなどの樹脂シートを載置し、さらにその上に、第1の保護部材14を載置する。これらを、減圧雰囲気中において、加熱圧着することにより仮圧着した後に、再度加熱することにより、樹脂シートを硬化させる。以上の工程により、太陽電池モジュール1を製造することができる。
 なお、必要に応じて、端子ボックスや金属フレームなどの取り付けを行ってもよい。
 以上説明したように、本実施形態では、第2の電極部21a2,21b2を、めっきにより形成し、かつ、第2の電極部21a2,21b2形成時の電流密度を、2A/dm~10A/dmの範囲内とする。このため、集電電極21a、21bの表面に、複数の突起部を形成するとともに、集電電極21a、21bの表面の表面粗さを、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.1μm~0.6μmの範囲内とすることができる。このため、下記の実験例等においても実証されるように、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を効果的に高めることができる。従って、高い信頼性を有する太陽電池モジュール1を得ることができる。
 また、本実施形態では、めっきを行う際の電流密度を調整するだけで、集電電極21a、21bの表面に突起部を形成することができる。このため、本実施形態の製造方法によれば、太陽電池モジュール1の製造プロセスの煩雑化を招くことなく、高い信頼性を有する太陽電池モジュール1を製造することができる。
 本実施形態とは異なり、例えば、集電電極21a、21bの表面に、研磨部材を用いて機械的に凹凸を形成した場合は、集電電極21a、21bの表面に、本実施形態のような針状の突起部を形成することはできない。従って、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を十分に高めることが困難である。本実施形態のように、第2のめっき膜21a2,21b2のめっき時の電流密度を2A/dm~10A/dmの範囲内とし、集電電極21a、21bの表面に、複数の針状の突起部を形成することにより初めて、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を効果的に高めることができる。
 なお、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を高めるためには、集電電極21a、21bの表面の表面粗さを所定の範囲内にする必要がある。集電電極21a、21bの表面の表面粗さが小さすぎる場合のみならず、大きすぎる場合も、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を効果的に高めることができない。
 具体的には、集電電極21a、21bの表面の表面粗さが、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.1μmを下回る場合は、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を十分に高めることができない。同様に、集電電極21a、21bの表面の表面粗さが、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.6μmを超える場合も、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を十分に高めることができない。
 また、第2の電極部21a2,21b2のめっき時の電流密度が小さすぎると、集電電極21a、21bの表面の表面粗さが小さくなりすぎ、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を十分に高めることができない。第2の電極部21a2,21b2のめっき時の電流密度が大きすぎると、集電電極21a、21bの表面の表面粗さが大きくなりすぎ、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度を十分に高めることができない。
 また、本実施形態の製造方法によれば、集電電極21a、21bの表面に形成された複数の針状の突起部の少なくとも一部は、集電電極21a、21bの表面の法線方向に対して傾斜した方向に延びるように形成される。また、本実施形態では、複数の突起部の少なくとも一部は、突起部の基端部に、針状突起の基端部側から先端部側に向かって幅広となる部分が存在するような形状を有する。よって、突起部の下方にも導電性樹脂接着剤12が位置することになる。従って、配線材11と集電電極21a、21bとの間の密着強度をより効果的に高めることができる。
 ところで、本実施形態のように、第2の電極部21a2,21b2を比較的高い電流密度でめっきすることにより形成した場合、第2の電極部21a2,21b2が粗となり、第2の電極部21a2、21b2の電気抵抗が高くなる傾向にある。このため、本実施形態のように、集電電極21a、21bに、第2の電極部21a2,21b2のみならず、第2の電極部21a2,21b2よりも高密度であり、第2の電極部21a2,21b2よりも電気抵抗が低い第1の電極部21a1,21b2を設けることが好ましい。そうすることにより、集電電極21a、21b全体の電気抵抗を小さくすることができる。
 なお、第2の電極部21a2,21b2よりも高密度であり、第2の電極部21a2,21b2よりも電気抵抗が低い第1の電極部21a1,21b2は、例えば、本実施形態のように、第1の電極部21a1,21b2形成時の電流密度を、第2の電極部21a2,21b2形成時の電流密度よりも低くすることにより形成することができる。また、第1の電極部21a1,21b2の材質を、第2の電極部21a2,21b2の材質よりも電気抵抗が低いものとすることによっても、第2の電極部21a2,21b2よりも高密度であり、第2の電極部21a2,21b2よりも電気抵抗が低い第1の電極部21a1,21b2を形成することができる。
 但し、第1の電極部21a1,21b2の材質と、第2の電極部21a2,21b2の材質とを異ならせた場合、第1の電極部21a1,21b2と、第2の電極部21a2,21b2との密着性が低下する場合がある。従って、第1の電極部21a1,21b2と、第2の電極部21a2,21b2とを同一材料により形成し、かつ、電流密度を異ならせることにより、第1の電極部21a1,21b2と、第2の電極部21a2,21b2との電気抵抗を調節することが好ましい。
 なお、上記実施形態では、図4に示すように、導電性樹脂接着剤12は、集電電極21a、21bと配線材11との間にのみ設けられている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、図5に示すように、導電性樹脂接着剤12は、第2の電極部21a2、21b2を覆うように設けられていてもよい。この場合、導電性樹脂接着剤12と、集電電極21a、21bとの密着性をより高めることができる。
 上記実施形態では、第1及び第2の電極部21a1,21b1,21a2,21b2のそれぞれがめっき膜により構成されている場合について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。第1及び第2の電極部21a1,21b1,21a2,21b2のそれぞれは、めっき膜以外により構成されていてもよい。もっとも、集電電極21a、21bの表面に複数の針状の突起部を形成する観点からは、第2の電極部21a2,21b2は、めっき膜により構成されていることが好ましい。
 上記実施形態では、配線材11と、集電電極21a、21bとが導電性樹脂接着剤12により接着されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、配線材と集電電極とを、導電性粒子を含まない絶縁性の樹脂接着剤により接着してもよい。その場合は、配線材と集電電極とを直接接触させることにより、配線材と集電電極とを電気的に接続することができる。
 (実験例1~9)
 本実験例では、(1)めっき時の電流密度と、めっき膜の表面の表面粗さとの関係、(2)めっき時の電流密度及びめっき膜の表面の表面粗さと、めっき膜に樹脂接着剤を用いて貼り付けた部材の剥離強度との関係を検証した。
 まず、縦:50mm、横:100mm、厚さ:500μmの銅板30(図11を参照)を、硫酸銅水溶液のめっき浴に浸漬し、下記の表1に示す「電流密度1」で、「時間1」の間、銅めっきを行い、銅板30の上に第1のめっき膜31を形成した。続いて、再度、硫酸銅水溶液のめっき浴に浸漬し、下記の表1に示す「電流密度2」で、「時間2」の間、銅めっきを行い、第1のめっき膜31の上に第2のめっき膜32を形成した。
 図6~図8に示す写真から、電流密度2を、2A/dm~10A/dmの範囲内とした場合に、めっき膜の表面に複数の針状の突起部が形成されることが分かる。また、複数の針状の突起部の少なくとも一部は、めっき膜の表面の法線方向に対して傾斜した方向に延びていることが分かる。さらに、針状の突起部の一部の基端部には、針状の突起部の基端部側から先端部側に向かって幅広となる部分が存在することが分かる。
 次に、得られた第2のめっき膜32の表面を、キーエンス社製のレーザー顕微鏡VK-9710を用いて、JIS B 0601:2001(ISO 4287:1997に対応)に基づいて、表面粗さRaを測定した。なお、表面粗さRaの測定は、横方向62μm、縦方向46μmの範囲の画像における全体で行った。結果を、下記の表1及び図12に示す。
 実験例8,9では、サンドペーパーを用いて、銅板30の表面を研磨することにより、銅板30の表面に凹凸を形成し、上記方法と同様の方法により、銅板30の表面粗さRaを測定した。結果を、下記の表1に示す。また、図9及び図10に、得られた銅板30の平面写真を示す。なお、実験例8では、#320のサンドペーパーを用いた。実験例9では、#1500のサンドペーパーを用いた。
 図9及び図10に示す写真から、サンドペーパーにより凹凸を形成した場合は、上記実験例1~7とは異なり、銅板30の表面に線状の傷が生じており、針状の突起部は形成されなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記表1及び図12に示す結果から、第2のめっき膜32形成時の電流密度(電流密度2)を高めることにより、第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaを大きくできることが分かる。この結果から、上記実施形態において、第2の電極部21a2,21b2形成時の電流密度を変化させることにより、第2の電極部21a2、21b2の表面の表面粗さRaを制御できることが分かる。
 次に、めっき時の電流密度及びめっき膜の表面の表面粗さと、めっき膜に樹脂接着剤を用いて貼り付けた部材の剥離強度との関係を検証した。具体的には、図11に示すように、各実験例1~7で得られたサンプルの上に、幅:1mm、長さ:100mm、厚さ:100μmの銅箔34を、導電性樹脂接着剤33を用いて接着した。ここで、導電性樹脂接着剤33としては、平均粒子径が2μm~5μmであるNiフィラーが約8質量%含有するエポキシ系樹脂からなり、幅:1mm、長さ:50mm、厚さ:25μmのフィルム状導電性樹脂接着剤を用いた。この導電性樹脂接着剤33を介して、第2のめっき膜32の上に、銅箔34を配置し、200℃で、30分間、0.25MPaで押圧することにより、銅箔34を銅板30に接着した。その後、剥離強度試験器(IMADA社製 MX-2000N)を用いて、銅板30の法線方向に沿って、40mm/分の速度で銅箔34を引張り、銅箔34が剥離したときの最大荷重を剥離強度(g)として求めた。結果を、上記表1及び図13及び図14に示す。
 また、実験例8,9において作成した銅板30の上にも、同様に、銅箔34を、導電性樹脂接着剤33を用いて接着し、同様の手順で剥離強度を測定した。結果を上記表1及び図13に示す。
 上記表1に示す及び図13に示す結果から、機械的研磨により銅板30の表面に凹凸を形成した場合は、銅板30の表面の表面粗さRaが大きくても、十分に高い剥離強度が得られなかった。それに対して、上記実施形態のように、めっき時の電流密度を調節することにより表面粗さRaを大きくした場合は、第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaが小さくても、高い剥離強度が得られた。
 具体的には、例えば、機械的研磨を行った実験例8では、銅板30の表面の表面粗さRaは、0.613と大きいにも関わらず、剥離強度は、157.0gと小さかった。それに対して、めっき時の電流密度を制御することにより第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaを大きくした実験例1~5では、実験例8よりも表面粗さRaが小さいにも関わらず、168g以上という高い剥離強度が得られた。
 また、図14に示すグラフから、第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaが小さすぎても、大きすぎても高い剥離強度が得られないことが分かる。具体的には、第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaを、0.1μm~0.6μmの範囲内とすることにより、高い剥離強度が得られることが分かる。
 また、図9に示すように、第2のめっき膜32形成時の電流密度を、2A/dm~10A/dmの範囲内とすることにより、高い剥離強度が得られることが分かる。
 なお、第2のめっき膜32の表面の表面粗さRaが大きくなりすぎた場合に剥離強度が低くなる理由は、単位面積当たりにおける凹凸の数量が少なくなるため、得られるアンカー効果が小さくなるためであると考えられる。
 (実施例1)
 本実施例では、上記実施形態において説明した複数の太陽電池を、下記の要領で作製した。
 まず、(100)方位のn型結晶シリコン基板20c(抵抗率:1Ωcm、100mm×100mm、厚さ:200μm、両面ミラー研磨)の上に、プラズマCVDを用いて、アモルファスシリコン層20d~20gを適宜形成した。なお、アモルファスシリコン層20d~20gのそれぞれの厚みは、10nmとした。
 次に、スパッタリング法を用いて、ITOからなる厚み60nmのTCO層20h、20kを形成した。続いて、スパッタリング法を用いて、厚み40nmのSiO膜を形成した後に、レジストを利用した化学エッチングによりパターニングすることによって絶縁層20i、20lを形成した。
 次に、TCO層20h、20kの露出部に、パラジウム触媒を付着させた後に、電解ニッケルめっきにより、厚さ0.2μmのニッケル膜からなる下地電極層20j、20mを形成した。
 さらに、下地電極層20j、20mの上に、電解銅めっきにより、厚み10μmの銅めっき膜からなる第1の電極部21a1,21b1を形成した。なお、第1の電極部21a1,21b1形成時の電流密度は、0.1A/dmとした。得られた第1の電極部21a1,21b1の表面の表面粗さRaを、上記実験例に記載の方法と同様の方法で測定したところ、0.2μmであった。
 次に、電解銅めっきにより、厚み10μmの銅めっき膜からなる第2の電極部21a2、21b2を形成した。なお、第2の電極部21a2、21b2形成時の電流密度は、6A/dmとした。得られた第2の電極部21a2、21b2の表面の表面粗さRaを、上記実験例に記載の方法と同様の方法で測定したところ、0.34μmであった。
 次に、第2の電極部21a2、21b2の上に、電解錫めっきにより、厚み1μmの錫めっき膜を形成することにより太陽電池10を完成させた。なお、得られた集電電極の表面の表面粗さRaを、上記実験例に記載の方法と同様の方法で測定したところ、0.34μmであった。
 完成した太陽電池10のバスバー23a、23bの上に、ディスペンサーを利用して、0.5mm幅で導電性樹脂接着剤を塗布し、幅1.5mm、厚さ100μmの半田めっき軟銅線からなる電流取り出し端子を貼付した後に、150℃で10分間加熱することにより導電性樹脂接着剤を硬化させた。最後に、ガラス板及びテドラーフィルムの間に太陽電池10を配置し、太陽電池を封止することにより、太陽電池モジュールを完成させた。なお、導電性樹脂接着剤としては、エポキシ系の樹脂を主成分とする導電性樹脂接着剤を用いた。導電性樹脂接着剤層の厚みは、約25μm、幅は、約1mmであった。
 (比較例1)
 第1及び第2の電極層を形成せずに、電解銅めっきにより形成した20μmの銅めっき膜により集電電極を構成したこと以外は、上記実施例1と同様にして太陽電池モジュールを作製した。なお、比較例1では、電解銅めっき時の電流密度は、0.1A/dmとした。得られた集電電極の表面の表面粗さRaは、0.27μmであった。
 (温度サイクル試験)
 実施例1及び比較例1で作成した太陽電池モジュール各10枚のそれぞれについて、恒温槽を用いて、JIS C 8917に規定の条件に準拠した温度サイクル試験を行った。具体的には、太陽電池モジュール各10枚を恒温槽内に配置し、45分かけて25℃から90℃まで上昇させ、90℃で90分保持した後に、90分かけて-40℃まで冷却し、-40℃で90分保持し、さらに45分かけて25℃まで昇温するサイクルを200サイクル実施した。そして、温度サイクル試験実施前の出力と、温度サイクル試験実施後の出力とを測定した。結果を、下記の表2に示す。なお、表2に示す出力は、各太陽電池モジュールの温度サイクル試験実施前の出力を100とした平均値である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記表2に示すように、第2のめっき膜32形成時の電流密度を2A/dm~10A/dmの範囲内とし、第2のめっき膜32の表面の表面粗さを、JIS B 0601:2001で規定される表面粗さRaで、0.1μm~0.6μmの範囲内とした実施例1では、良好な耐熱性が得られた。それに対して、集電電極の表面粗さRaが小さな比較例では、十分に高い耐熱性が得られなかった。この結果から、集電電極を本発明に従うものとすることにより、高い耐熱性及び信頼性を有する太陽電池を実現できることが分かる。
1…太陽電池モジュール
10…太陽電池
11…配線材
12…導電性樹脂接着剤
12a…樹脂
12b…導電性粒子
20…光電変換部
20a…受光面
20b…裏面
21a、21b…集電電極
21a1、21b1…第1の電極部
21a2、21b2…第2の電極部
22a、22b…フィンガー電極
23a、23b…バスバー

Claims (12)

  1.  受光することによりキャリアを生成する光電変換部と、
     前記光電変換部の表面上に設けられている集電電極とを備える太陽電池であって、
     前記集電電極の表面には、複数の突起部が形成されており、
     前記集電電極の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある、太陽電池。
  2.  前記複数の突起部の少なくとも一部は、前記集電電極の表面の法線方向に対して傾斜した方向に延びている、請求項1に記載の太陽電池。
  3.  前記複数の突起部の少なくとも一部の基端部には、前記突起部の基端部側から先端部側に向かって幅広となる部分が存在する、請求項1または2に記載の太陽電池。
  4.  前記集電電極は、前記光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、前記第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有し、
     前記第2の電極部は、めっき膜により構成されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の太陽電池。
  5.  前記集電電極は、前記光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、前記第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有し、
     前記第1の電極部は、前記第2の電極部よりも高密度であると共に、低い電気抵抗を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の太陽電池。
  6.  前記複数の突起部は、針状の突起部を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の太陽電池。
  7.  受光することによりキャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部の表面上に設けられている集電電極とを有する複数の太陽電池と、前記複数の太陽電池を電気的に接続している配線材と、前記太陽電池の集電電極と前記配線材とを接着している樹脂接着剤とを備える太陽電池モジュールであって、
     前記集電電極の表面と、前記配線材の前記集電電極側の表面との少なくとも一方には、複数の突起部が形成されており、
     前記複数の突起部が形成されている、前記集電電極の表面と、前記配線材の前記集電電極側の表面との少なくとも一方の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある、太陽電池モジュール。
  8.  前記集電電極は、前記光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、前記第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有し、
     前記樹脂接着剤は、前記第2の電極部を覆うように設けられている、請求項7に記載の太陽電池モジュール。
  9.  第1の電極と、前記第1の電極に電気的に接続されている第2の電極と、前記第1の電極及び前記第2の電極とを接着している樹脂接着剤とを備える電子部品であって、
     前記第1の電極の前記第2の電極側の表面には、複数の突起部が形成されており、
     前記第1の電極の前記第2の電極側の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内にある、電子部品。
  10.  受光することによりキャリアを生成する光電変換部と、前記光電変換部の表面上に設けられている集電電極とを備える太陽電池の製造方法であって、
     前記集電電極の少なくとも表層部分を、めっきにより形成し、
     前記集電電極の少なくとも表層部分を形成するときの電流密度を2A/dm~10A/dmの範囲内とする、太陽電池の製造方法。
  11.  前記集電電極の少なくとも表層部分をめっきにより形成するときの電流密度を、前記集電電極の表面の表面粗さ(Ra)は、0.1μm~0.6μmの範囲内となるような電流密度に設定する、請求項10に記載の太陽電池の製造方法。
  12.  前記集電電極は、前記光電変換部の上に形成されている第1の電極部と、前記第1の電極部を覆うように形成されている第2の電極部とを有し、
     前記第1及び第2の電極部のそれぞれをめっきにより形成し、
     前記第1の電極部を形成するときの電流密度を、前記第2の電極部を形成するときの電流密度よりも低くする、請求項10または11に記載の太陽電池の製造方法。
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140008234A1 (en) * 2012-07-09 2014-01-09 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Method of metal plating semiconductors
WO2014097741A1 (ja) 2012-12-20 2014-06-26 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
KR101983361B1 (ko) * 2013-03-05 2019-05-28 엘지전자 주식회사 양면 수광형 태양전지
KR101979843B1 (ko) * 2013-03-13 2019-05-17 엘지전자 주식회사 태양전지
JP6151566B2 (ja) * 2013-05-27 2017-06-21 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP6164939B2 (ja) * 2013-05-29 2017-07-19 株式会社カネカ 太陽電池およびその製造方法、ならびに太陽電池モジュール
JP6372760B2 (ja) * 2013-06-04 2018-08-15 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽電池セル
US10193007B2 (en) 2014-03-26 2019-01-29 Kaneka Corporation Solar cell module and method for manufacturing same
JP6362932B2 (ja) * 2014-06-19 2018-07-25 株式会社カネカ 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP6474578B2 (ja) * 2014-09-30 2019-02-27 株式会社カネカ 太陽電池モジュール及びその製造方法
JP6502147B2 (ja) * 2015-03-31 2019-04-17 株式会社カネカ 太陽電池の製造方法および太陽電池モジュールの製造方法
JP6625728B2 (ja) 2016-03-17 2019-12-25 株式会社Jcu プラズマ生成装置
KR101739423B1 (ko) * 2016-06-08 2017-05-25 주식회사 호진플라텍 태양전지 모듈용 인터커넥터 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 태양전지 모듈용 인터커넥터

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563218A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Canon Inc 太陽電池及びその製造方法
JP2002373996A (ja) * 2001-04-11 2002-12-26 Daido Steel Co Ltd 太陽電池セルおよびその製造方法
JP2007095941A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
WO2008139994A1 (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Hitachi Chemical Company, Ltd. 導電体接続用部材、接続構造及び太陽電池モジュール
JP2010034540A (ja) * 2008-06-26 2010-02-12 Hitachi Chem Co Ltd 太陽電池用電極基材
JP2010239055A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 表面粗化銅板を用いた太陽電池

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0563218A (ja) * 1991-08-30 1993-03-12 Canon Inc 太陽電池及びその製造方法
JP2002373996A (ja) * 2001-04-11 2002-12-26 Daido Steel Co Ltd 太陽電池セルおよびその製造方法
JP2007095941A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Sanyo Electric Co Ltd 光起電力装置およびその製造方法
WO2008139994A1 (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Hitachi Chemical Company, Ltd. 導電体接続用部材、接続構造及び太陽電池モジュール
JP2010034540A (ja) * 2008-06-26 2010-02-12 Hitachi Chem Co Ltd 太陽電池用電極基材
JP2010239055A (ja) * 2009-03-31 2010-10-21 Furukawa Electric Co Ltd:The 表面粗化銅板を用いた太陽電池

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