JP2014022475A - Joining material for solar cell, joining material assembly for solar cell, and solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽電池用接合材、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell bonding material, a solar cell bonding material assembly, and a solar cell module.
従来、太陽電池セルにおいて発電された電気はその表面に張り巡らされたバスバーを通じて集約されている。しかし、このバスバーは太陽電池セル表面の一部を覆い隠してしまうためその発電効率が下がってしまうという問題があった。
この問題を解決するために、例えば、特許文献1では、太陽電池セルのプラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池セルが提案されている。この方式の太陽電池セルはセル裏面で接続することが可能であり、セル表面を覆い隠すことなく発電効率の低下を防止できる
このような太陽電池モジュールでは、太陽電池セルの裏面に配線パターンを有する金属箔を被着した積層体をバスバーの代替の回路として用いており、これらの金属はその導電性の面から一般的に銅が用いられている。
しかしながら銅は高価であるため、配線に銅よりも安価であるアルミニウムを用いることも提案されている。
ただし、太陽電池セルと配線を接合する際、従来は銀ペーストを使用しており、アルミニウムを使用することでその表面に生成された酸化膜によって銅よりも抵抗値が大きくなってしまうという問題や、アルミニウムと銀の電気化学列における電位差が非常に大きいことから、アルミニウムが腐食し最悪の場合、絶縁されてしまうという問題がある。
また、これを解決したとしてもさらに高価な銀を使用するという莫大なコストが必要とされる。
これらを解決するための方法として、太陽電池セルと配線とを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続する方法も提案されている(特許文献2参照)。
Conventionally, electricity generated in a solar cell is concentrated through a bus bar stretched around the surface. However, since this bus bar covers and hides part of the surface of the solar battery cell, there is a problem that the power generation efficiency is lowered.
In order to solve this problem, for example, Patent Document 1 proposes a back contact type solar cell in which both the positive electrode and the negative electrode of the solar cell are installed on the back surface of the cell. This type of solar cells can be connected on the back side of the cell and can prevent a decrease in power generation efficiency without covering the cell surface. Such a solar cell module has a wiring pattern on the back side of the solar cell. A laminated body with a metal foil is used as an alternative circuit for a bus bar, and copper is generally used for these metals because of their conductivity.
However, since copper is expensive, it has also been proposed to use aluminum which is cheaper than copper for wiring.
However, when joining solar cells and wiring, silver paste is conventionally used, and the resistance value becomes larger than copper due to the oxide film generated on the surface by using aluminum. Since the potential difference between the aluminum and silver electrochemical columns is very large, there is a problem that the aluminum corrodes and is insulated in the worst case.
Moreover, even if this is solved, enormous cost of using more expensive silver is required.
As a method for solving these problems, a method of connecting a solar battery cell and a wiring by using a conductive material containing metal particles has been proposed (see Patent Document 2).
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
特許文献2に記載の技術では、バックコンタクト方式の太陽電池セルを、金属粒子を含む導電性材料を用いて接続するため、アルミニウムの配線であっても、電気的に接続することが容易になるが、このような導電性材料による接続では、回路基板と太陽電池セルとの間の距離を狭くする必要がある。
一方、太陽電池セルは、例えば、水分等の侵入を抑制する等、経年使用での耐久性を高めるため、もしくは外力が作用した際の振動や衝撃に対する耐性を高めるため、外周を封止材によって封止する必要がある。このため、太陽電池セルと回路基板との間の電極間距離はある程度の大きくすることが求められる。
したがって、導電性材料により太陽電池セルと回路基板との接続を行う場合には、良好な導電性を確保すると、太陽電池セルと回路基板との間の電極間距離を好適な距離に設定することができないおそれがあるという問題がある。
また、必要な電極間距離を設定できたとしても、このような接続を行うため導電性材料は高価な銀(Ag)などの金属粒子を含むため、電極間距離が大きくなることによって高価な導電性材料の使用量が多くなる。このため、製造コストが増大するという問題がある。
However, the prior art as described above has the following problems.
In the technique described in
On the other hand, the solar cell has an outer periphery made of a sealing material, for example, in order to increase the durability in use over time, such as suppressing the intrusion of moisture or the like, or to increase the resistance to vibration and impact when an external force is applied. It is necessary to seal. For this reason, it is calculated | required that the distance between electrodes between a photovoltaic cell and a circuit board should be enlarged to some extent.
Therefore, when connecting a solar cell and a circuit board with a conductive material, when ensuring good conductivity, the inter-electrode distance between the solar cell and the circuit board should be set to a suitable distance. There is a problem that it may not be possible.
Even if the necessary distance between the electrodes can be set, the conductive material contains expensive metal particles such as silver (Ag) in order to make such a connection. The usage amount of the functional material increases. For this reason, there exists a problem that manufacturing cost increases.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、太陽電池セルの裏面の接続電極と配線基板上の配線用電極との間の電極間距離が大きい場合でも、電極同士を良好に接続することができ、かつ接続時の作業効率を向上することができる太陽電池用接合材、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the interelectrode distance between the connection electrode on the back surface of the solar battery cell and the wiring electrode on the wiring substrate is large, the electrodes are excellent. It is an object of the present invention to provide a solar cell bonding material, a solar cell bonding material assembly, and a solar cell module that can be connected to each other and that can improve work efficiency during connection.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の太陽電池用接合材は、太陽電池セルの受光面と反対側の裏面部に設けられた前記太陽電池セルの接続電極と、配線基板上の配線用電極とを接合して、前記接続電極と前記配線用電極とを互いに電気的に接続する太陽電池用接合材であって、厚さ方向の一方における第1端面と、該第1端面に対して厚さ方向の反対側に位置する第2端面とを有する金属製の接合材本体と、前記接合材本体の前記第1端面に形成された第1の導電性樹脂層と、前記接合材本体の前記第2端面に形成された第2の導電性樹脂層と、を備える構成とする。 In order to solve the above-described problem, the solar cell bonding material according to the first aspect of the present invention includes a connection electrode of the solar battery cell provided on the back surface opposite to the light receiving surface of the solar battery cell, and a wiring. A solar cell bonding material for bonding a wiring electrode on a substrate and electrically connecting the connection electrode and the wiring electrode to each other, the first end face in one of the thickness directions, A metal bonding material body having a second end surface located on the opposite side of the thickness direction with respect to the one end surface; a first conductive resin layer formed on the first end surface of the bonding material body; And a second conductive resin layer formed on the second end face of the bonding material main body.
また、本発明の第1の態様の太陽電池用接合材では、前記接合材本体は、前記第1端面の外周部において前記第1端面から前記第1の導電性樹脂層の方に向いて突出する、または前記第2端面の外周部において前記第2端面から前記第2の導電性樹脂層の方に向いて突出する突起部を有することが好ましい。 Moreover, in the solar cell bonding material according to the first aspect of the present invention, the bonding material body protrudes from the first end surface toward the first conductive resin layer at the outer peripheral portion of the first end surface. It is preferable that the outer peripheral portion of the second end face has a protrusion protruding from the second end face toward the second conductive resin layer.
また、本発明の第1の態様の太陽電池用接合材では、前記接合材本体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなることが好ましい。 In the solar cell bonding material according to the first aspect of the present invention, the bonding material body is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
本発明の第2の態様の太陽電池用接合材組立体は、複数の本発明の第1の態様の太陽電池用接合材と、該複数の太陽電池用接合材の前記第1の導電性樹脂層および前記第2の導電性樹脂層のうちの少なくとも一方と剥離可能に密着する剥離シートと、を備え、前記複数の太陽電池用接合材は、前記剥離シートのシート面方向に沿って互いに離間して配置されている構成とする。 The solar cell bonding material assembly according to the second aspect of the present invention includes a plurality of solar cell bonding materials according to the first aspect of the present invention, and the first conductive resin of the plurality of solar cell bonding materials. And a release sheet that comes into close contact with at least one of the layer and the second conductive resin layer, and the plurality of solar cell bonding materials are separated from each other along the sheet surface direction of the release sheet It is set as the structure arrange | positioned.
また、本発明の第2の態様の太陽電池用接合材組立体では、前記複数の太陽電池用接合材は、前記剥離シート上で、前記太陽電池セルの前記接続電極の配置パターンと線対称となる配置パターンで配置されていることが好ましい。 Moreover, in the solar cell bonding material assembly according to the second aspect of the present invention, the plurality of solar cell bonding materials are symmetrical with the arrangement pattern of the connection electrodes of the solar cells on the release sheet. It is preferable that they are arranged in an arrangement pattern.
また、本発明の第2の態様の太陽電池用接合材組立体では、前記剥離シートは、前記太陽電池用接合材の位置を識別するための識別マークを有することが好ましい。 In the solar cell bonding material assembly according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the release sheet has an identification mark for identifying the position of the solar cell bonding material.
本発明の第3の態様の太陽電池モジュールは、受光面と反対側の裏面部に接続電極が設けられた太陽電池セルと、配線用電極を有する配線基板と、本発明の第1の態様の太陽電池用接合材と、を備え、前記太陽電池セルの前記接続電極と、前記配線基板上の前記配線用電極とが、前記太陽電池用接合材によって電気的に接続されている構成とする。 The solar cell module according to the third aspect of the present invention includes a solar cell in which a connection electrode is provided on the back surface opposite to the light receiving surface, a wiring substrate having a wiring electrode, and the first aspect of the present invention. A solar cell bonding material, wherein the connection electrode of the solar battery cell and the wiring electrode on the wiring substrate are electrically connected by the solar cell bonding material.
本発明の第4の態様の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの接続電極および配線基板上の配線用電極のうちの一方に、本発明の第2の態様の太陽電池用接合材組立体の前記太陽電池用接合材の前記第2の導電性樹脂層を重ねて接合してから、前記剥離シートを剥離して前記前記太陽電池用接合材を前記接続電極および前記配線用電極のうちの一方に転写し、前記太陽電池用接合材の前記第1の導電性樹脂層に、前記接続電極および前記配線用電極のうちの他方を重ねて接合して製造された構成とする。 In the solar cell module according to the fourth aspect of the present invention, the solar cell bonding material assembly according to the second aspect of the present invention is applied to one of the connection electrode of the solar battery cell and the wiring electrode on the wiring board. The second conductive resin layer of the solar cell bonding material is overlapped and bonded, and then the release sheet is peeled to place the solar cell bonding material on one of the connection electrode and the wiring electrode. It is set as the structure manufactured by transcribe | transferring and bonding the other of the said connection electrode and the said electrode for wiring to the said 1st conductive resin layer of the said solar cell bonding material.
本発明の太陽電池用接合材、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールによれば、金属製の接合材本体の第1端面および第2端面にそれぞれ第1の導電性樹脂層および第2の導電性樹脂層を形成したため、太陽電池セルの裏面の接続電極と配線基板上の配線用電極との間の電極間距離が大きい場合でも、電極同士を良好に接続することができ、かつ接続時の作業効率を向上することができることができるという効果を奏する。
According to the solar cell bonding material, the solar cell bonding material assembly, and the solar cell module of the present invention, the first conductive resin layer and the first end surface of the metal bonding material main body on the first end surface and the second end surface, respectively. Since the
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings, even if the embodiments are different, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals, and common description is omitted.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態の太陽電池用接合材、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールについて説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態の太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。図2は、本発明の第1の実施形態の太陽電池用モジュールの基板部を示す模式的な平面図である。図3(a)は、本発明の第1の実施形態の太陽電池用接合材組立体の構成を示す模式的な平面図である。図3(b)は、図3(a)におけるA−A断面図である。図4は、図3(b)におけるB部の部分拡大図である。
[First Embodiment]
The solar cell bonding material, solar cell bonding material assembly, and solar cell module according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic plan view showing a substrate portion of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a schematic plan view showing the configuration of the solar cell bonding material assembly according to the first embodiment of the present invention. FIG.3 (b) is AA sectional drawing in Fig.3 (a). FIG. 4 is a partially enlarged view of a portion B in FIG.
図1に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール50の概略構成は、発電のための光を受光する受光面20bと反対側の裏面20c(裏面部)に配線用の接続電極20aが複数設けられた太陽電池セル20と、太陽電池セル20を配線する基板部55と、基板部55および太陽電池セル20を電気的に接続する接合材10(太陽電池用接合材)と、基板部55および太陽電池セル20上に積層されて太陽電池セル20を封止する封止材30と、封止材30上に積層された透光性基板40とを備える。
As shown in FIG. 1, the schematic configuration of the
太陽電池セル20は、受光面20bから入射した光を光電変換して発電を行う半導体素子である。太陽電池セル20の方式としては、裏面20cに接続電極20aが設けられた、いわゆるバックコンタクト方式の太陽電池セルであれば、適宜の方式のものを採用することができる。なお、図1は模式図のため、図示を簡略化しているが、接続電極20aの個数は、2以上の適宜個数を必要に応じて設けることができる(図2の二点鎖線参照)。
接続電極20aは、例えば、直径w20aの円形に形成され、材質は、例えば、銀ペーストを焼成したものからなる。なお、接続電極20aは、大きさや形状が異なっていてもよいが、以下では一例として、各接続電極20aは同一の大きさと形状を有するものとして説明する。
The
The
また、太陽電池セル20の平面視形状は、図2に二点鎖線で示すように、例えば平面視矩形状などの適宜形状を採用することができる。
また、図2では1つの太陽電池セル20しか図示していないが、太陽電池モジュール50における太陽電池セル20は、図1に示すように、基板部55の面方向に沿って複数のものが、隙間をあけて隣り合わせに2個以上配置されている。本実施形態では、図示は省略するが、図1の図示左右方向および図示奥行き方向に複数のものが隙間をあけて隣り合わせに配置されており、これにより、平面視矩形格子状をなして配置されている。
Moreover, as shown in a two-dot chain line in FIG. 2, for example, an appropriate shape such as a rectangular shape in a plan view can be adopted as the plan view shape of the
Further, in FIG. 2, only one
本実施形態の基板部55は、図1に示すように、バックシート54、基材51(配線用基板)、絶縁性接着剤層52、およびアルミニウム電極53(配線用電極)が、この順に積層されたものである。
As shown in FIG. 1, the
バックシート54は、基板部55の積層方向における一方の外表面を構成して、基板部55の内部、および太陽電池モジュール50との内部に、水分や酸素等が侵入することを抑制するためのシート状部材である。このため、バックシート54は、シールド材としてのバリア機能を有している。
バックシート54の材質としては、水分や酸素に対する遮断性に優れた適宜の樹脂材料、アルミニウム箔、もしくはアルミニウム箔と適宜の樹脂との複合積層フィルムを使用することができる。
The
As a material of the
基材51は、バックシート54上に積層して形成され、絶縁性接着剤層52を介してアルミニウム電極53を支持する部材であり、本実施形態では、可撓性を有するシート状部材で構成される。また、基材51は、電気絶縁性に優れる材料からなることが好ましい。
例えば、基材51は、樹脂材料を、シート状もしくはフィルム状に形成したものを採用することができる。
基材51の材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ウレタン、エポキシ、メラミン、スチレンなどの樹脂材料、またはこれらを共重合した樹脂材料を用いることが可能である。
また、基材51の材料は、断熱性や弾力性や光学特性の制御のため、必要に応じて、有機フィラーまたは無機フィラー等を混入した材料を用いることも可能である。
また、基材51は、上記の樹脂材料を複数積層させた積層フィルムや、上記の樹脂材料の層と、例えばアルミニウム箔等の金属箔とを積層させた複合積層フィルムを採用することも可能である。
また、例えば、上記の複合積層フィルムを用いる場合など、基材51が太陽電池モジュール50の外表面として必要な強度や水分や酸素の遮断性を有している場合には、バックシート54を削除し、基材51がバックシート54の機能を兼ねる構成としてもよい。
The
For example, the
As a material of the
Moreover, the material of the
The
Also, for example, when the above-mentioned composite laminated film is used, the
絶縁性接着剤層52は、基材51の表面に、アルミニウム電極53を固定するための層状部であり、例えば、硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤を硬化させることで形成されている。硬化型接着剤の種類は特に限定されず、例えば、熱硬化型接着剤、UV硬化型接着剤などを好適に採用できる。また、絶縁性接着剤層52として段階硬化型でない接着剤層を用いてもよい。
The insulating
アルミニウム電極53は、太陽電池セル20を配線する配線パターンを形成するもので、太陽電池セル20の接続電極20aの配置に応じて、適宜の平面視形状を備え、絶縁性接着剤層52を介して、基材51に積層され、基材51と一体に接合されている。
アルミニウム電極53の配線パターンとしては、例えば、図2に示すように、略一定の線幅を有する4つの線状部53a1、53a2、53a3、53a4(以下、線状部53a1〜53a4と記載する場合がある)が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部53Aと、略一定の線幅を有する4つの線状部53b1、53b2、53b3、53b4(以下、線状部53b1〜53b4と記載する場合がある)が櫛歯状をなして配置された櫛歯状部53Bとを有し、これら櫛歯状部53A、53Bが、互いの線状部間の隙間に貫入するとともに互いに離間して近接配置されたパターンの例を挙げることができる。
以下では、線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4が延びる方向(図2の上下方向)をアルミニウム電極53の長さ方向、これと直交する線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の線幅方向(図2の図示左右方向)をアルミニウム電極53の幅方向と称する場合がある。
The
As a wiring pattern of the
In the following, the direction in which the linear portions 53a 1 to 53a 4 and 53b 1 to 53b 4 extend (the vertical direction in FIG. 2) is the length direction of the
この例の場合、櫛歯状部53A、53Bはそれぞれ発電出力のプラス電極配線、マイナス電極配線に対応している。また、櫛歯状部53A、53Bの上方(透光性基板40側)には、図2の二点鎖線で示すように、櫛歯状部53A、53Bを上方から覆う位置に太陽電池セル20が配置される。このような接続位置において、太陽電池セル20には、各線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の上方に、それぞれ3個ずつ、合計24個の接続電極20a(図2の二点鎖線参照)が設けられている。
アルミニウム電極53の各パターンの各線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4上には、接続電極20aに対向可能な位置に、後述する接合材10がそれぞれ3個ずつ接着されている。
なお、図2に示すアルミニウム電極53のパターンの形状、および太陽電池セル20の接続電極20aの個数、配置は、一例であってこれに限定されるものではない。
In this example, the comb-
On the linear portion 53a of each pattern of the aluminum electrode 53 1 ~53a 4, 53b 1 ~53b 4 is a opposable position to the
In addition, the shape of the pattern of the
アルミニウム電極53の材質としては、なるべく良好な電気導電性を確保するために、例えば、1N30材などの高純度アルミニウムを使用することが望ましい。
As a material of the
本実施形態の接合材10は、図1に示すように、アルミニウム電極53から接続電極20aに向かって、導電性樹脂層12a(第1の導電性樹脂層)、金属層11(接合材本体)、および導電性樹脂層12b(第2の導電性樹脂層)がこの順に積層されている。これにより、アルミニウム電極53と接続電極20aとが互いに電気的に接続されている。
接合材10の平面視の形状は、本実施形態では、櫛歯状部53A、53Bとの間、および各接続電極20aとの間がショートしない形状であれば、特に限定されない。
本実施形態では、一例として、アルミニウム電極53の線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の線幅よりも小さく、かつ太陽電池セル20の接続電極20aよりも小さい直径w10の円形としている。
これは、接合材10が接続電極20aの直径やアルミニウム電極53の線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の線幅よりも大きな形状を有すると接続されない部分の材料が無駄になるためである。また、接合材10の外形を接続電極20aの直径やアルミニウム電極53の線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の線幅よりも小さくしておけば、接続時に位置ずれが生じた場合にも、接続電極20aや線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4からはみ出て隣り合う他の電極とショートする可能性を低減することができるためでもある。
As shown in FIG. 1, the
In the present embodiment, the shape of the
In the present embodiment, as an example, circular linear portion 53a 1 ~53a 4, 53b 1 smaller than the line width of ~53B 4, and smaller diameter w 10 than the
This material of the
ただし、これは一例であって、接合材10の平面視形状は、例えば、接続電極20aと同形状としてもよいし、接続電極20aよりも大きな形状としてもよい。また、各接続電極20aの相互の大きさや形状が異なる場合には、接合する接続電極20aの大きさや形状に対応して適宜大きさや形状を変えることができる。接合材10の平面視形状と、アルミニウム電極53の線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の線幅に関しても同様である。
このため、接合材10の接続方向(図1の図示上下方向)に直交する方向の外形の形状、大きさは、接続電極20aおよびアルミニウム電極53の線状部53a1〜53a4、53b1〜53b4の形状、大きさと、接続時に発生しうる接続方向に直交する方向の位置ずれの大きさとに応じて予め決めておく。
However, this is an example, and the shape of the
Therefore, the shape and size of the outer shape in the direction orthogonal to the connecting direction of the bonding material 10 (the vertical direction in FIG. 1) are the linear portions 53a 1 to 53a 4 and 53b 1 to shape 53b 4, and size, determined in advance in accordance with the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the connection direction that may occur when connecting.
接合材10は、本実施形態では、図3(a)、(b)、図4に示すように、接合材転写シート13(太陽電池用接合材組立体)の形態で供給され、太陽電池モジュール50の製造に用いられる。そこで、以下では、接合材10の構成について、本実施形態の接合材転写シート13の構成とともに説明する。
In this embodiment, the
接合材転写シート13は、図3(a)、(b)に示すように、剥離シート14上に、複数の接合材10を密着させたシート状部材である。
剥離シート14は、適宜の大きさに切断されたシートや、長尺テープ状のシートを採用することができる。本実施形態では、1つの太陽電池セル20の各接続電極20aを覆うことができる短手幅を有する長尺のテープからなる。
剥離シート14の一方の表面14aは導電性樹脂層12aに対する離型性を有することにより、導電性樹脂層12aと剥離可能に密着できるようになっている。
また、剥離シート14の他方の表面14bは、導電性樹脂層12bに対する離型性を有することにより、導電性樹脂層12bと積層しても、表面14b側に接合材10が転写されないようになっている。
As shown in FIGS. 3A and 3B, the bonding
As the
One
Further, the
剥離シート14の表面14a上には、1つの太陽電池セル20の裏面20c側から見たときの各接続電極20aの配置パターンと線対称の位置関係になる配置パターンをなして、接続電極20aと同数の接合材10が各導電性樹脂層12aにおいて密着されている。このため、剥離シート14に配置された各接合材10の導電性樹脂層12bを、太陽電池セル20の各接続電極20aに向かい合わせると、すべてが互いに対向する位置に向かい合わせることが可能である。
このような一群の接合材10を単位群Uと称すると、単位群Uは、剥離シート14の長手方向に沿って、一定ピッチで複数配置されている。
各単位群Uの近傍の剥離シート14上には、剥離シート14の位置情報を表すための識別マーク14c、14dが、例えば、印刷、刻印、打ち抜き加工などによって形成されている。
識別マーク14c、14dの形状や位置は、剥離シート14上に単位群U内の接合材10の位置情報を特定するための座標系が設定できれば特に限定されない。
本実施形態では、一例として、太陽電池セル20の接続電極20aが配置されている矩形状の領域20A(図3(a)参照)の対角位置にあたる2隅に、それぞれの位置を特定可能な十字線状の識別マーク14c、14dが形成されている。このため、識別マーク14c、14dで決まる直角座標系によって、各接合材10の配置位置を表すことができる。
なお、識別マーク14c、14dを印刷により形成する場合、必要に応じて剥離シート14の表面14a、14bのどちらか一方または両方に形成する。
このような識別マーク14c、14dによれば、例えば、カメラで撮像した画像から画像認識や、光学センサによる検知によって、識別マーク14c、14dの位置情報を取得することにより、各接合材10の位置を特定することができる。
また、例えば、剥離シート14上の接合材10の画像から接合材10の位置を特定できる場合や、剥離シート14の搬送精度によって位置測定が不要の場合などには、識別マーク14c、14dは省略してもよい。
On the
When such a group of
On the
The shapes and positions of the identification marks 14 c and 14 d are not particularly limited as long as a coordinate system for specifying the position information of the
In the present embodiment, as an example, the respective positions can be specified at the two corners corresponding to the diagonal positions of the
In addition, when forming the identification marks 14c and 14d by printing, it forms in either one or both of the
According to such identification marks 14c and 14d, for example, by acquiring position information of the identification marks 14c and 14d by image recognition or detection by an optical sensor from an image captured by a camera, the position of each
For example, the identification marks 14c and 14d are omitted when the position of the
本実施形態では、このような接合材転写シート13は、ロール状に巻かれており、必要に応じて、巻き出して使用することが可能である。その際、表面14bは、導電性樹脂層12bに対する離型性が良好であるため、巻き出された剥離シート14の表面14bに、その下層側の接合材10が転写されることはない。
In this embodiment, such a bonding
接合材10の導電性樹脂層12aは、図1に示すように、金属層11とアルミニウム電極53とを電気的に接続するためのもので、図4に示すように、金属層11の厚さ方向の一方の端面である第1端面11aに形成されている。
導電性樹脂層12aとしては、素子実装に使用される導電性接着剤もしくは導電性接着フィルムを使用することができる。
導電性樹脂層12aの一例としては、熱硬化性樹脂であるウレタン、アクリル、エポキシ、ポリイミド、オレフィン、またはこれらを共重合した硬化型接着剤に、導電性粒子を含有させた構成を挙げることができる。
導電性粒子としては、例えば、銅粒子、亜鉛粒子、銀粒子、金粒子、ニッケル粒子、もしくは高分子粒子表面にこれらと同様な金属のめっきを施した粒子を挙げることができる。
また、導電性樹脂層12aを低コスト化するためには、安価な亜鉛粒子、ニッケル粒子もしくはその両方を含有することが望ましい。
特に、導電性樹脂層12aが、銀粒子、亜鉛粒子、ニッケル粒子を含有する場合、それぞれの剛性が高いため、例えば、アルミニウムや銅に押圧されると、これらの表面に形成されている酸化被膜が突き破られる。このため、酸化被膜が形成されていても容易に電気接続をとることができる。
The
As the
As an example of the
Examples of the conductive particles include copper particles, zinc particles, silver particles, gold particles, nickel particles, or particles obtained by performing metal plating similar to these on the surface of polymer particles.
In order to reduce the cost of the
In particular, when the
また、このような導電性樹脂層12aは、加熱されることにより硬化し、密着する相手部材に接着される。
加熱方法としては、例えば、真空加圧ラミネート、オーブン加熱、およびホットプレート加熱などの手法を用いることができる。
Moreover, such a
As the heating method, for example, techniques such as vacuum pressure lamination, oven heating, and hot plate heating can be used.
導電性樹脂層12aの厚さt12aは、アルミニウム電極53および金属層11に対して、良好な電気接続が可能となる厚さに設定する。
導電性樹脂層12aとして好ましい厚さとしては、例えば、10μm〜50μm程度である。粒子径が小さい導電性粒子を用いれば、導電性樹脂層12aの層厚は10μmより薄くすることも可能である。
The thickness t 12a of the
A preferable thickness for the
金属層11は、図1に示すように、導電性樹脂層12a、12bを介して、アルミニウム電極53と接続電極20aとを導通させる導電性部材であり、金属または合金、もしくは金属および合金の複合体からなる板状の導電性部材である。本実施形態では、接続方向に直交する方向の外形は、導電性樹脂層12a、12bと同一である。
金属層11は、図4に示すように、厚さ方向の一方および他方にそれぞれ、第1端面11a、第2端面11bを有しており、金属層11の厚さはt11である。第1端面11aには、導電性樹脂層12aが積層されており、第2端面11bには、後述する導電性樹脂層12bが積層されている。
また、本実施形態では、第1端面11aの外周部に、第1端面11aから導電性樹脂層12aに向かって突出する最大高さが高さh11cの突起部11cが形成されている。
突起部11cは、金属層11を打ち抜き加工によって第1端面11aの外周部に形成されたバリである。本実施形態では、突起部11cの高さh11cは、導電性樹脂層12aの厚さt12aよりも小さく、このため、突起部11cは、導電性樹脂層12aの層厚内に埋もれている。したがって、突起部11cにより第1端面11aに対する導電性樹脂層12aとの接合強度が向上している。
As shown in FIG. 1, the
Further, in the present embodiment, the outer peripheral portion of the
The
ただし、突起部11cの高さは、導電性樹脂層12aの層厚以上でもよい。この場合、導電性樹脂層12aからの突出量は、アルミニウム電極53の厚さを超えないことが好ましい。
このように突起部11cが導電性樹脂層12aから突出している場合、突起部11cがアルミニウム電極53に当接することによっても金属層11とアルミニウム電極53とが導通するため、導電性をさらに向上することが可能である。
なお、本実施形態では、導電性樹脂層12aは、良好な接着性、導電性が得られる材質や厚さで形成されているため、突起部11cは必須の構成ではない。このため、金属層11は、例えば、レーザー加工、ウォータージェット加工など、外周部にバリが発生しない加工法によって加工されていてもよい。
However, the height of the
Thus, when the
In the present embodiment, since the
金属層11は、金属箔シートや板材を切断して形成することができる。既製の部材では、必要な厚さt11が得られない場合には、既製の部材を削ったり、圧延したり、成膜したりして、厚さを加減してもよい。
また、複数枚のものをはんだづけ等によって接合して厚さを調整してもよい。
また、成膜により必要な厚さのシート材を形成してもよい。
金属層11は、金属または合金のみから構成されるため、厚さを増しても導電性が悪化することはない。
このように、金属層11の厚さt11に特に制限はなく、しかも変更が容易である。したがって、金属層11の厚さt11は、アルミニウム電極53と接続電極20aとの間に確保すべき電極間隙間に応じて適宜の厚さに設定することができる。
The
Further, the thickness may be adjusted by joining a plurality of pieces by soldering or the like.
Further, a sheet material having a necessary thickness may be formed by film formation.
Since the
Thus, no particular restriction on the thickness t 11 of the
金属層11の材質は、導電性を得られる金属または合金であれば、特に限定されず、例えば金、銀、銅、アルミニウム、鉄、などから選択された金属、またはこれらを主成分とする合金を採用することが可能である。ただし、低コストや導電率の面から、銅、またはアルミニウム、またはアルミニウム合金を使用することがより好ましい。
本実施形態では、一例として、厚さt11のアルミニウム箔またはアルミニウム板を採用している。
The material of the
In the present embodiment, as an example, it employs an aluminum foil or an aluminum plate having a thickness of t 11.
導電性樹脂層12bは、金属層11の厚さ方向において第1端面11aと反対側の端面である第2端面11bと、太陽電池セル20の接続電極20aとを接続するものであり、導電性樹脂層12aと同様に、素子実装に使用される導電性接着剤もしくは導電性接着フィルムを使用することができる。すなわち、上記に例示した導電性樹脂層12aに好適な材質は、導電性樹脂層12bにも採用することができる。
導電性樹脂層12a、12bの材質やそれぞれの厚さt12a、t12bは、同一でもよいが、金属層11との電気接続性能を損なわない範囲であれば、それぞれアルミニウム電極53と接続電極20aとの電気接続のしやすさや耐久性等を考慮して、材質、厚さ、導電性粒子の粒子径、表面のラフネスなどが異なる構成を採用してもよい。
例えば、アルミニウム電極53と接接続電極20aとの材質が異なる場合や、アルミニウム電極53と接続電極20aとの接続部分の温度条件などが異なる場合などに、それぞれの接続部分の条件に応じて、導電性樹脂層12a、12bの材質、厚さ、導電性粒子の粒子径、表面のラフネスなどを変えることができる。
The
The materials of the
For example, when the material of the
このような接合材転写シート13は、次のようにして製造することができる。
図5(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実施形態の太陽電池用接合材組立体の製造方法の一例について説明する工程説明図である。
Such a bonding
FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C are process explanatory views illustrating an example of a method for manufacturing the solar cell bonding material assembly according to the first embodiment of the present invention.
まず、図5(a)に示すように、剥離シート14、導電性樹脂層12a、金属層11と同材質のシート部材からなる金属層シート11A、および導電性樹脂層12bがこの順に積層された積層体13Aを形成する。
積層体13Aの形成方法は、特に限定されない。例えば、本実施形態では、金属層11としてアルミニウム箔またはアルミニウム板を用いるため、金属層シート11Aであるアルミニウム箔(アルミニウム板)シートの一方の表面に剥離シート14付きの導電性樹脂層12aのシート部材を貼り合わせるとともに、アルミニウム箔(アルミニウム板)シートの他方の表面に、図示略の剥離シート付きの導電性樹脂層12bのシート部材から、導電性樹脂層12bのみを転写することにより、形成することができる。
First, as shown in FIG. 5A, a
The formation method of 13 A of laminated bodies is not specifically limited. For example, in this embodiment, since an aluminum foil or an aluminum plate is used as the
次に、図5(b)に示すように、金属層11の外形形状を形成するため、打ち抜き刃Cによって導電性樹脂層12b側からハーフカット加工を行う。
この工程により、図5(b)では図示を省略するが、図4に示すような突起部11cが形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, half-cut processing is performed from the
By this step, although not shown in FIG. 5B, a
次に、図5(c)に示すように、打ち抜き刃Cの内側の部分が、剥離シート14側に残るように、打ち抜き刃Cの外側の不要部13Bを剥離して除去する。
これにより、接合材転写シート13が製造される。
これらの工程は、ロール・トゥ・ロール工法によって、連続的に行うことが可能である。
Next, as shown in FIG. 5C, the
Thereby, the bonding
These processes can be continuously performed by a roll-to-roll method.
封止材30は、アルミニウム電極53、および基板部55の絶縁性接着剤層52上で、太陽電池セル20を封止して絶縁できれば、適宜の材質から構成することができる。封止材30に好適な材質としては、熱可塑性樹脂、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・メタアクリル酸共重合体(EMAA)などからなるフィルム材を挙げることができる。
封止材30をこれらの熱可塑性樹脂フィルムで構成する場合、太陽電池セル20を挟み込むように2枚以上の熱可塑性樹脂フィルムを積層して、封止材30を形成することが可能である。
If the sealing
When the sealing
透光性基板40は、入射光を太陽電池セル20の受光面20bに導くとともに、太陽電池モジュール50において、バックシート54と反対側の外表面を形成する部材である。本実施形態では、ガラスパネルを封止材30の表面に接着した構成を採用している。
The
次に、このような太陽電池モジュール50の製造方法について説明する。
図6(a)、(b)、(c)は、本発明の第1の実施形態の太陽電池モジュールの製造工程の一例について説明する工程説明図である。図7は、本発明の第1の実施形態の太陽電池モジュールの図6(c)に続く製造工程の一例について説明する工程説明図である。図8は、本発明の第1の実施形態の太陽電池モジュールの図7に続く製造工程の一例について説明する工程説明図である。
Next, a method for manufacturing such a
6 (a), 6 (b), and 6 (c) are process explanatory views illustrating an example of the manufacturing process of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 7 is a process explanatory diagram illustrating an example of a manufacturing process subsequent to FIG. 6C of the solar cell module according to the first embodiment of the present invention. FIG. 8 is a process explanatory diagram illustrating an example of a manufacturing process subsequent to FIG. 7 for the solar cell module according to the first embodiment of the present invention.
太陽電池モジュール50を製造するには、まず、接合材転写シート13から接合材10を太陽電池セル20の接続電極20aに転写する。
例えば、図6(a)に示すように、接続電極20aを上方に向けて、作業ベース100上に太陽電池セル20を配置する。作業ベース100は、固定台であってもよいし、太陽電池セル20を載置して一定方向に移動する移動台であってもよい。
そして、太陽電池セル20の各接続電極20aの上方に、導電性樹脂層12bを向けて、接合材転写シート13を配置する。このとき、図示略のカメラなどによって、剥離シート14上の識別マーク14c、14dの画像を取得し、位置解析を行って、剥離シート14上の各接合材10と、太陽電池セル20上の各接続電極20aとの位置を合わせる。
例えば、接合材転写シート13がロール状に巻かれた状態であれば、接合材転写シート13を巻きだして接合材10の単位群Uを太陽電池セル20上に移動させる。
本実施形態では、剥離シート14上の接合材10は、単位群Uごとに、1つの太陽電池セル20の接続電極20aと同数の接合材10が、互いに線対称な位置に配置されている。このため、適宜の2箇所の接合材10と接続電極20aとを対向させれば、単位群U上のすべての接合材10と太陽電池セル20上のすべての接続電極20aとが互いに対向されることになる。
In order to manufacture the
For example, as shown in FIG. 6A, the
Then, the bonding
For example, if the bonding
In the present embodiment, the
次に、図6(a)に示すように、太陽電池セル20における接続電極20aの配置パターンに応じた複数の押圧部101aを有する押圧治具101を、接合材転写シート13における剥離シート14側に配置し、図6(b)に示すように、押圧治具101を剥離シート14に向かって押圧する。
これにより、各接合材10が接続電極20aに押圧され、接合材10の導電性樹脂層12bが接続電極20aに密着して接着される。
このときの接着強度は、導電性樹脂層12aと剥離シート14との接着強度よりも大きく、かつ太陽電池セル20の搬送中に接合材10が脱落しない程度の接着強度であればよい。また、導電性樹脂層12b内の導電性粒子は、接続電極20aと電気的に接続されていない状態でよい。
Next, as shown in FIG. 6A, the
As a result, each
The adhesive strength at this time may be higher than the adhesive strength between the
次に、図6(c)に示すように、押圧治具101を退避させて、剥離シート14を剥離する。このとき、接続電極20aと導電性樹脂層12bの接着力が、剥離シート14と導電性樹脂層12aとの接着力よりも大きいため、接合材10が太陽電池セル20側に転写され、剥離シート14のみが剥離される。
このようにして、太陽電池セル20の各接続電極20aに接合材10が接着された、接合材付き太陽電池セル21が形成される。
Next, as shown in FIG.6 (c), the press jig |
Thus, the
上記の工程と並行して基板部55を形成しておく。
基板部55を形成するには、バックシート54、基材51、絶縁性接着剤層52、アルミニウム電極53の材料となるアルミニウム箔シートをこの順に積層させる。このとき、バックシート54および基材51の間にも適宜の接着剤を配する。
次に、この積層体を、例えば、ドライラミネート法などによって貼り合わせる。
次に、この積層体におけるアルミニウム箔シートをパターニングして、アルミニウム電極53を形成する。
パターニング方法としては、例えば、エッチング法を採用することができる。すなわち、アルミニウム箔シート上にレジストを塗布した後、アルミニウム電極53の配線パターンに対応するようにレジストをパターニングし、薬液エッチングにより、レジストに被覆されていないアルミニウム箔シートを除去して、アルミニウム電極53を形成する。その後、アルミニウム電極53上のレジストを除去する。
このようにして、図7に示すように、基板部55が形成される。
なお、このような積層体は、基材51上に、絶縁性接着剤層52、アルミニウム電極53を形成した後に、基材51の裏面にバックシート54を接合して形成してもよい。
A
In order to form the board |
Next, this laminate is bonded by, for example, a dry laminating method.
Next, the aluminum foil sheet in this laminated body is patterned to form an
As the patterning method, for example, an etching method can be employed. That is, after a resist is applied on the aluminum foil sheet, the resist is patterned so as to correspond to the wiring pattern of the
In this way, the
Such a laminate may be formed by forming the insulating
次に、図7に示すように、基板部55、下側封止材フィルム32、接合材付き太陽電池セル21、上側封止材フィルム31、および透光性基板40をこの順に重ねて配置する。
ここで、下側封止材フィルム32、上側封止材フィルム31は、封止材30を形成するためのもので、いずれも、封止材30と同材質の熱可塑性樹脂フィルムからなる。
下側封止材フィルム32は、その厚さが接合材10の高さに略相当する厚さを有するフィルム部材である。
また、下側封止材フィルム32には、接合材付き太陽電池セル21の接合材10を挿通させるための貫通孔32aが設けられている。
上側封止材フィルム31は、その厚さが太陽電池モジュール50における太陽電池セル20の裏面20cから透光性基板40までの層厚に略相当する厚さを有するフィルム部材である。
上側封止材フィルム31は、太陽電池セル20の受光面20bを覆うため、光透過性を有する透明フィルムを用いる必要がある。
ただし、下側封止材フィルム32は、少なくとも受光面20bよりも下側(基板部55側)の封止材30の領域を形成するため、光透過性を要しない。このため、下側封止材フィルム32は、光吸収性、光散乱性、光反射性を有する種々のフィルムを採用することが可能である。例えば、適宜色を有する色材を含む色付き(白色を含む)フィルム、例えば、黒色フィルムや白色フィルム等を好適に採用することができる。
下側封止材フィルム32として、このような色付きフィルムを採用することにより、基板部55の表面が太陽電池セル20間の隙間を通して透光性基板40側から視認できなくなるため、太陽電池モジュール50の意匠性を向上することができる。
Next, as shown in FIG. 7, the board |
Here, the lower
The lower
Further, the lower
The upper
Since the upper
However, since the lower
By adopting such a colored film as the lower
次に、図8に示すように、接合材付き太陽電池セル21の各接合材10を下側封止材フィルム32の貫通孔32a内に挿入した状態で、基板部55、下側封止材フィルム32、接合材付き太陽電池セル21、上側封止材フィルム31、および透光性基板40が積層する積層体50Aを形成する。
このとき、接続電極20aおよび導電性樹脂層12bと、アルミニウム電極53および導電性樹脂層12aとは、すべて互いに当接していることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 8, in the state where each
At this time, it is preferable that the
次に、ラミネーターを用いて、真空下で、積層体50Aを加熱しつつ積層方向に加圧する真空加圧ラミネートを行う。
このときの加熱温度、加圧力の加工条件は、下側封止材フィルム32と上側封止材フィルム31が軟化して変形し、それぞれが隣接する部材の表面と密着して接着可能な温度であって、かつ導電性樹脂層12bおよび接続電極20aと、導電性樹脂層12aおよびアルミニウム電極53とが接合可能な加熱温度、加圧力とする。
Next, using a laminator, vacuum pressurization laminating is performed under vacuum, in which the
The processing conditions of the heating temperature and the applied pressure at this time are temperatures at which the lower
このようなラミネート加工により、アルミニウム電極53と金属層11の第1端面11aとの間、および接続電極20aと金属層11の第2端面11bとの間に、それぞれ挟まれた導電性樹脂層12a、12bが、厚さ方向に加圧されるとともに加熱される。
これにより、導電性樹脂層12a、12bが硬化して、金属層11とアルミニウム電極53および接続電極20aが接着される。
また、導電性樹脂層12a、12b内の導電性粒子が、それぞれ金属層11の第1端面11aおよびアルミニウム電極53と、金属層11の第2端面11bと接続電極20aとに当接して密着する。このとき、金属層11、アルミニウム電極53、接続電極20aの表面に、酸化被膜が形成されている場合でも、導電性粒子との接触により各表面に発生した応力集中によって、酸化被膜が突き破られることで、電気接続が得られる。
By the laminating process, the
Thereby, the
In addition, the conductive particles in the
また、このようなラミネート加工の加熱により、下側封止材フィルム32と上側封止材フィルム31とが軟化して変形し一体化される。また、軟化が進んだ下側封止材フィルム32と上側封止材フィルム31とは流動しそれぞれが隣接する部材の表面と密着される。これにより、太陽電池セル20の外周部が封止され、基板部55と透光性基板40との間に、封止材30の層が形成される。
このようにして、加熱が終了すると、積層体50Aの各層間が接着された状態で固化し、図1に示すような太陽電池モジュール50が形成される。
Moreover, the lower
Thus, when heating is complete | finished, it solidifies in the state which each layer of 50 A of laminated bodies adhered, and the
このような太陽電池モジュール50によれば、太陽電池セル20と基板部55とを電気的に接続する際に、アルミニウム電極53は表面に酸化膜が生じるため、はんだづけ等では特殊な処理が必要となるのに対して、本実施形態では、導電性樹脂層12aを用いることで、酸化膜除去のための表面処理等を行うことなく、良好に電気的な接続を行うことができる。このため、電気的な接続の工程が簡素化される。
また、接合材10によって、太陽電池セル20と基板部55とが接続されているため、厚さが変わっても良好な電導性が得られる金属層11の厚さを適宜の厚さに設定するのみで、接続電極20aとアルミニウム電極53との間の電極間距離を変更することができる。
また、導電性樹脂層12a、12bは、それぞれ、アルミニウム電極53、接続電極20aとの間に必要な接着強度や導電性が得られる一定の厚さや材質を採用することができる。
したがって、接続電極20aとアルミニウム電極53との間の電極間距離の大きさによらず、接続電極20aとアルミニウム電極53とを良好に電気接続することができる。
また、電極間距離が大きく取る必要がある場合でも、容易に組み立てを行うことができる。
According to such a
Moreover, since the
In addition, the
Therefore, the
Further, even when the distance between the electrodes needs to be large, the assembly can be easily performed.
また、金属層11には、導電性樹脂層12a、12bと比べて安価な材料を採用することができるため、高価な導電性樹脂層12a、12bの使用量を抑制することができ、太陽電池モジュール50の製造コストを低減することができる。
Moreover, since the
また、接合材10と接続電極20a、アルミニウム電極53との接合は、太陽電池モジュール50を形成するラミネート加工と同時に行うことができる。このため、接合材10と接続電極20a、アルミニウム電極53とを接合する工程を別に設ける場合に比べて、作業効率が向上し、工程数も低減することができる。
Moreover, the joining of the joining
また、接合材10は、接合材転写シート13の剥離シート14から転写して接続電極20a上に配置することができるため、配置作業が容易となる。
特に、本実施形態では、接合材10を接続電極20aの配置パターンと線対称となる配置パターンで配置しておくため、1つの太陽電池セル20に対して、接合材転写シート13の単位群Uを位置合わせした後、各接続電極20aに対応する接合材10を一括して転写することができる。これにより、配置作業の効率をさらに向上することができる。
Further, since the
In particular, in this embodiment, since the
[第1変形例]
次に、本実施形態の変形例(第1変形例)について説明する。
図9は、本発明の第1の実施形態の変形例(第1変形例)の太陽電池モジュールに用いる太陽電池用接合材組立体の構成を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, a modified example (first modified example) of the present embodiment will be described.
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the solar cell bonding material assembly used in the solar cell module of the modified example (first modified example) of the first embodiment of the present invention.
図1に示すように、本変形例の太陽電池モジュール60は、上記第1の実施形態の太陽電池モジュール50の接合材10に代えて、接合材70(太陽電池用接合材)を備える。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 1, the
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.
接合材70は、図9に示すように、上記第1の実施形態の接合材10の金属層11に代えて、金属層11の突起部11cが第2端面11bの外周部に設けられた点のみが異なる金属層71(接合材本体)を備える。
突起部11cの高さh11cは、図9では、導電性樹脂層12bの厚さt12bよりも低い場合の例を示している。この場合、突起部11cは、導電性樹脂層12bの層厚内に埋もれている。したがって、突起部11cにより第2端面11bに対する導電性樹脂層12bとの接合強度が向上している。
また、上記第1の実施形態と同様、導電性樹脂層12bの層厚以上でもよい。この場合、導電性樹脂層12bからの突出量は、接続電極20aの厚さを超えないことが好ましい。
このように突起部11cが導電性樹脂層12bから突出している場合、突起部11cが接続電極20aに当接することによっても金属層61と接続電極20aとが導通するため、導電性をさらに向上することが可能である。
As shown in FIG. 9, the
FIG. 9 shows an example where the
Further, similarly to the first embodiment, the thickness may be equal to or greater than the thickness of the
Thus, when the
このような構成の太陽電池モジュール60は、接合材70の製造方法が異なる点を除いて、上記第1の実施形態と同様にして製造することができる。
本変形例の接合材70を製造するには、図5(a)に示すように、上記第1の実施形態の積層体13Aの導電性樹脂層12a、12bを入れ替えた積層体73Aを形成し、上記第1の実施形態と同様なハーフカットを行って(図5(b)、(c)参照)、剥離シート14上に接合材70が配置された積層体73Cを形成する。このとき、図示略の突起部11cは、導電性樹脂層12b側に突出されている。また、積層体73Aの最上面は、導電性樹脂層12aによって構成されている。
そして、図示しない他の剥離シート14を用意し、積層体73Aの導電性樹脂層12aを他の剥離シート14に密着させ、積層体73Aから他の剥離シート14に各接合材70を転写することにより、図9に示す接合材転写シート73が製造される。
The
In order to manufacture the
Then, another release sheet 14 (not shown) is prepared, the
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態の太陽電池モジュールについて説明する。
図10は、本発明の第2の実施形態の太陽電池モジュールの構成を示す模式的な断面図である。
[Second Embodiment]
Next, the solar cell module of the 2nd Embodiment of this invention is demonstrated.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the solar cell module according to the second embodiment of the present invention.
図10に示すように、本実施形態の太陽電池モジュール80は、上記第1の実施形態の太陽電池モジュール50に、黒色のソルダーレジスト81を追加したものである。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 10, the
Hereinafter, a description will be given centering on differences from the first embodiment.
本実施形態のソルダーレジスト81は、各アルミニウム電極53の間の隙間、およびアルミニウム電極53上の幅方向の両端部を被覆して、アルミニウム電極53の表面が透光性基板40側から視認できないように、黒色塗装している。これにより、太陽電池セル20の接続電極20aと対向可能な位置に、凹穴部87が形成され、凹穴部87の穴底にアルミニウム電極53が部分的に露出されている。
本実施形態では、凹穴部87は、一例として、接合材10の直径w10よりも大径のw87の円穴状に設けられている。これにより、平面視では、直径w87の大きさのアルミニウム電極53が露出されている。
ただし、凹穴部87の形状や大きさは、接合材10が配置可能な大きさのアルミニウム電極53が露出されていれば、これに限定されない。例えば、角穴等の多角形穴状に設けられていてもよいし、アルミニウム電極53の櫛歯状部53A、53Bの長さ方向に沿って延びる線状の凹穴部でもよい。
The solder resist 81 of the present embodiment covers the gaps between the
In the present embodiment, the recessed
However, the shape and size of the recessed
このような構成の太陽電池モジュール80は、基板部55上に、アルミニウム電極53を形成してから、ソルダーレジスト81を形成する点を除いて、上記第1の実施形態と同様にして製造することができる。
The
本実施形態の太陽電池モジュール80によれば、ソルダーレジスト81を備えるため、接続電極20aとアルミニウム電極53との間の電極間距離を、上記第1の実施形態よりも大きくとる必要がある。しかし、厚さを変えても、良好な電気接続が行える接合材10を用いるため、電極間距離をより大きく取る必要があっても、第1の実施形態と同様に、電極同士を良好に接続することができ、かつ接続時の作業効率を向上することができる。
According to the
なお、上記各実施形態および第1変形例の説明では、アルミニウム電極53が細長い線状部を有する櫛歯状の配線パターンが形成された場合の例で説明したが、このようなアルミニウム電極53上に、例えば、銅箔等の他の金属箔を貼り付けるなどして、接続電極20aに対向する位置において、アルミニウム電極53よりも狭い領域に、接合材10を接続する配線用電極を形成してもよい。
In the description of each of the above embodiments and the first modification, an example in which the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、配線用電極として、アルミニウム電極53を用いた場合の例で説明したが、配線用電極の材質は、アルミニウムやアルミニウム合金には限定されない。例えば、銅や銅合金、鉄や鉄合金、ニッケルやニッケル合金などを用いることも可能である。
In the description of each of the above embodiments and the first modification, the example in which the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、接続電極20aが平面視円形の場合の例で説明したが、これは一例であって、接続電極20aの形状はこれに限定されない。例えば、四角形等の多角形、楕円形、帯状、線状等の適宜の形状を採用することができる。
In the description of each of the above embodiments and the first modification, the example in which the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、接合材転写シート13から、接合材10を、太陽電池セル20の接続電極20aに転写して、太陽電池モジュールを製造する場合の例で説明したが、接合材10を剥離シート14上で厚さ方向に反転させた接合材転写シートを形成して、この接合材転写シートから、接合材10をアルミニウム電極53上に転写することにより製造してもよい。
Moreover, in description of each said embodiment and a 1st modification, it is an example in the case of manufacturing the solar cell module by transferring the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、接合材転写シート上の接合材が、接続電極20aの配置パターンに線対称な配置パターンで単位群をなして配置されている場合の例で説明したが、接合材転写シート上の接合材の配置パターンは、これに限定されない。
例えば、接合材転写シート上の接合材の配置パターンは、接続電極20aの配置パターンの一部分と線対称な配置パターンでもよい。
この場合、剥離シート上には、接続電極20aの配置パターンの一部分に対応する単位群が構成されている。この場合、このような単位群ごとに、複数の接合材を接続電極20aまたはアルミニウム電極53に転写することが可能である。
また例えば、接合材転写シート上の接合材の配置パターンは、複数の太陽電池セル20の接続電極20aの配置パターンと線対称な配置パターンでもよい。
この場合、剥離シート上には、複数の太陽電池セル20の接続電極20aの配置パターンに対応する単位群が構成されている。この場合、このような単位群ごとに、複数の接合材を接続電極20aまたはアルミニウム電極53に転写することが可能である。すなわち、複数の太陽電池セル20を接合するための接合材を一回で転写できるため、作業効率がより向上する。
また例えば、接続電極20aの配置パターンと無関係であってもよい。具体的には、例えば、適宜ピッチの矩形格子状に配置されていてもよいし、剥離シート14の長さ方向に一列で配置されていてもよい。
このような場合、接合材を、接合材転写シートから、接続電極20aまたはアルミニウム電極53に転写する場合、接合材を1つずつ移動して、配置することができる。このがめ、接続電極20aの配置パターンが異なる場合でも、汎用的に利用できる接合材転写シートとなる。
In the description of each of the embodiments and the first modification, the bonding material on the bonding material transfer sheet is an example in which the bonding material on the bonding material transfer sheet is arranged in a unit group in a line-symmetric arrangement pattern with respect to the arrangement pattern of the
For example, the arrangement pattern of the bonding material on the bonding material transfer sheet may be a line-symmetric arrangement pattern with a part of the arrangement pattern of the
In this case, a unit group corresponding to a part of the arrangement pattern of the
Further, for example, the arrangement pattern of the bonding material on the bonding material transfer sheet may be an arrangement pattern that is line-symmetric with the arrangement pattern of the
In this case, a unit group corresponding to the arrangement pattern of the
For example, it may be unrelated to the arrangement pattern of the
In such a case, when the bonding material is transferred from the bonding material transfer sheet to the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、接続電極20aに接合材を転写する際には、太陽電池セル20の搬送中に接合材が脱落しない程度の接着強度であり、導電性粒子は接続電極20aと電気的に接続されていない状態でよいとして説明したが、接合材転写シートから電極に接合材を転写する際に、太陽電池モジュールに必要な接着強度や電気接続が完成されるように転写してもよい。
2つの導電性樹脂層が異なる材質であって、最初に接合材転写シートから転写する側の導電性樹脂層が、太陽電池モジュールを形成するラミネート加工の加熱、加圧条件では、電極との接着強度、電気接続が不十分となる場合には、接合材転写シートからの転写時に、接着強度、電気接続が十分になるように転写しておけばよい。これにより、先に転写される導電性樹脂層の加工条件に合わせて、ラミネート工程の加熱条件、加圧条件を変えなくてもよいため、ラミネート工程における熱負荷や押圧負荷を低減することができる。
Further, in the description of each of the above embodiments and the first modification, when transferring the bonding material to the
The two conductive resin layers are made of different materials, and the conductive resin layer on the side first transferred from the bonding material transfer sheet is bonded to the electrode under the heating and pressurizing conditions for forming the solar cell module. When the strength and electrical connection are insufficient, transfer may be performed so that the adhesive strength and electrical connection are sufficient when transferring from the bonding material transfer sheet. Thereby, it is not necessary to change the heating condition and the pressurizing condition of the laminating process according to the processing conditions of the conductive resin layer to be transferred first, so that the heat load and pressing load in the laminating process can be reduced. .
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、剥離シート14が、導電性樹脂層12aに剥離可能に密着する場合の例で説明したが、導電性樹脂層12bと剥離可能に密着していてもよく、導電性樹脂層12a、12bの両方と剥離可能に密着していてもよい。
In the description of each of the embodiments and the first modification, the example in which the
また、上記各実施形態および第1変形例の説明では、太陽電池用接合材が、接合材本体に第1の導電性樹脂層と第2の導電性樹脂層とを有する場合の例で説明したが、電極に酸化膜が形成されない場合等、導電樹脂層を用いることなく容易に電気接続が行える場合には、第1の導電性樹脂層および第2の導電性樹脂層の少なくともいずれかを、導電性樹脂層以外の導電性接続材料に置換してもよい。
このような導電性接続材料としては、例えば、はんだ層を挙げることができる。このような導電性接続材料は、太陽電池モジュールを製造する際のラミネート工程における加熱や加圧によって、電極と接合可能な材料であれば、より好ましい。
例えば、太陽電池用接合材組立体として、剥離シートと接着される側に導電性樹脂層が用いられ、これと反対側に導電性樹脂層と異なる導電性接続材料を設けた構成も好適である。
In the description of each of the embodiments and the first modification, the solar cell bonding material has been described as an example in which the bonding material main body includes the first conductive resin layer and the second conductive resin layer. However, when an electrical connection can be easily made without using a conductive resin layer, such as when an oxide film is not formed on the electrode, at least one of the first conductive resin layer and the second conductive resin layer, A conductive connecting material other than the conductive resin layer may be substituted.
An example of such a conductive connection material is a solder layer. Such a conductive connection material is more preferably a material that can be joined to an electrode by heating or pressurization in a laminating process when manufacturing a solar cell module.
For example, a configuration in which a conductive resin layer is used on the side to be bonded to the release sheet and a conductive connection material different from the conductive resin layer is provided on the opposite side as the solar cell bonding material assembly is also suitable. .
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。 Moreover, all the components described above can be implemented by appropriately changing or deleting the combination within the scope of the technical idea of the present invention.
次に、上記第1の実施形態の太陽電池用接合材、太陽電池用接合材組立体、および太陽電池モジュールの具体的な実施例1〜3について、比較例とともに説明する。 Next, specific examples 1 to 3 of the solar cell bonding material, the solar cell bonding material assembly, and the solar cell module of the first embodiment will be described together with comparative examples.
[実施例1]
本実施例の接合材10の金属層11は、厚さ300μmの高純度アルミニウム(純度99%以上)からなるアルミニウム板を用いた。
導電性樹脂層12aおよび剥離シート14としては、ソニーケミカル&インフォメーションデバイス(株)製SP100(商品名)を用いた。このSP100における導電性樹脂層は、エポキシ系の熱硬化型樹脂バインダの中に導電粒子としてニッケル粒子を分散させたものである。
導電性樹脂層12bとしては、SP100の導電性樹脂層を転写して用いた。
接合材転写シート13の製造方法は、図5(a)、(b)、(c)を用いて説明したのと同様の製造方法を用いた。このため、剥離シート14側に向いた突起部11cが形成された。突起部11cの最大高さは、h11c=10(μm)であった。
接合材10の平面視形状は、w10=3(mm)の円形とした
この接合材転写シート13の導電性樹脂層12bを、図6(b)のようにして、太陽電池セル20の接続電極20aに加熱押圧して、接続電極20aに仮接着し、接合材付き太陽電池セル21を形成した。この仮接着工程では、温度80℃、圧力0.2MPaにて1秒間の加圧を行った。
このとき、各接続電極20aに一括して接合材10が仮接着されるため、各接続電極20aに順次接合材10を接着する場合に比べて、迅速に仮接着を行うことができた。
本実施例の太陽電池モジュール50は、太陽電池セル20の接続電極20aの配置に合わせたアルミニウム電極53を形成した基板部55、下側封止材フィルム32、接合材付き太陽電池セル21、上側封止材フィルム31、厚さ3mmのガラス板からなる透光性基板40をこの順に積層し、モジュールラミネータによりモジュールラミネートを行うことにより作製した。
ここで、下側封止材フィルム32は、厚さ300μmの黒色のEVAフィルム、上側封止材フィルム31は、厚さ300μmの透明なEVAフィルムを用いた。
モジュールラミネートの条件は、真空にて150℃で3分間、続いて150℃、大気圧で、12分間、積層方向に加圧した。
このようにして製造した太陽電池モジュール50は、アルミニウム電極53に対して太陽電池セル20が良好に電気接続されており、導通不良などは発生しなかった。
[Example 1]
As the
As the
As the
The manufacturing method of the bonding
The shape of the
At this time, since the
The
Here, the lower
The module lamination was carried out in vacuum at 150 ° C. for 3 minutes, followed by pressurization in the laminating direction at 150 ° C. and atmospheric pressure for 12 minutes.
In the
[実施例2]
本実施例は、上記実施例1の接合材転写シート13が、打ち抜き加工により形成されたのに対して、ウォータージェット加工により、金属層11にバリが生じないように加工した点が異なる。
本実施例の接合材転写シート13を用いて製造した太陽電池モジュール50も上記実施例1と同様にアルミニウム電極53に対して太陽電池セル20が良好に電気接続されており、導通不良などは発生しなかった。
[Example 2]
The present embodiment is different from the bonding
In the
[実施例3]
本実施例は、上記実施例1の接合材転写シート13の接合材10が円形であったのに対して、3mm角の正方形に打ち抜いた点が異なる。
本実施例の接合材転写シート13を用いて製造した太陽電池モジュール50も上記実施例1と同様にアルミニウム電極53に対して太陽電池セル20が良好に電気接続されており、導通不良などは発生しなかった。
[Example 3]
The present embodiment is different from the embodiment 1 in that the
In the
[比較例]
本比較例は、上記実施例1の太陽電池モジュール50において、接合材10に代えて銀ペーストであるペルトロン(登録商標)S−3031(商品名;ペルノックス(株)製)を用いたものである。
このような太陽電池モジュールは、基板部55を形成した後、接続電極20aに銀ペーストをスクリーン印刷法により塗布してから、基板部55、下側封止材フィルム32、太陽電池セル20、上側封止材フィルム31、透光性基板40をこの順に積層し、モジュールラミネータによりモジュールラミネートを行うことにより作製した。
本比較例では、ペルトロン(登録商標)S−3031の塗布に、一箇所について3秒ほどの作業時間を要したため、上記実施例1〜3における接合材10の仮接着作業と比べると格段に長い作業時間を要した。
[Comparative example]
This comparative example uses Pertron (registered trademark) S-3031 (trade name; manufactured by Pernox Co., Ltd.), which is a silver paste, in place of the
In such a solar cell module, after the
In this comparative example, since application time of Pertron (registered trademark) S-3031 required about 3 seconds for one place, it was much longer than the temporary bonding work of the
10、70 接合材(太陽電池用接合材)
11、61 金属層(接合材本体)
11a 第1端面
11b 第2端面
11c 突起部
12a 導電性樹脂層(第1の導電性樹脂層)
12b 導電性樹脂層(第2の導電性樹脂層)
13、73 接合材転写シート(太陽電池用接合材組立体)
14 剥離シート
14c、14d 識別マーク
20 太陽電池セル
20a 接続電極
20b 受光面
20c 裏面(裏面部)
30 封止材
40 透光性基板
50、60、80 太陽電池モジュール
51 基材(配線用基板)
52 絶縁性接着剤層
53 アルミニウム電極(配線用電極)
54 バックシート
55 基板部
81 ソルダーレジスト
U 単位群
10, 70 Bonding material (bonding material for solar cells)
11, 61 Metal layer (joint body)
11a
12b Conductive resin layer (second conductive resin layer)
13, 73 Bonding material transfer sheet (solar cell bonding material assembly)
14
30
52 Insulating
54
Claims (8)
厚さ方向の一方における第1端面と、該第1端面に対して厚さ方向の反対側に位置する第2端面とを有する金属製の接合材本体と、
前記接合材本体の前記第1端面に形成された第1の導電性樹脂層と、
前記接合材本体の前記第2端面に形成された第2の導電性樹脂層と、
を備える太陽電池用接合材。 The connection electrode of the solar battery cell provided on the back surface opposite to the light receiving surface of the solar battery cell is joined to the wiring electrode on the wiring board, and the connection electrode and the wiring electrode are electrically connected to each other. A solar cell bonding material,
A metal bonding material body having a first end face in one of the thickness directions and a second end face located on the opposite side of the thickness direction with respect to the first end face;
A first conductive resin layer formed on the first end surface of the bonding material body;
A second conductive resin layer formed on the second end surface of the bonding material body;
A solar cell bonding material comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池用接合材。 The bonding material body protrudes from the first end surface toward the first conductive resin layer at the outer peripheral portion of the first end surface, or from the second end surface at the outer peripheral portion of the second end surface. 2. The solar cell bonding material according to claim 1, further comprising a protruding portion that protrudes toward the second conductive resin layer.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の太陽電池用接合材。 The said joining material main body consists of aluminum or an aluminum alloy, The joining material for solar cells of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
該複数の太陽電池用接合材の前記第1の導電性樹脂層および前記第2の導電性樹脂層のうちの少なくとも一方と剥離可能に密着する剥離シートと、を備え、
前記複数の太陽電池用接合材は、
前記剥離シートのシート面方向に沿って互いに離間して配置されている太陽電池用接合材組立体。 A plurality of solar cell bonding materials according to any one of claims 1 to 3,
A release sheet that is detachably adhered to at least one of the first conductive resin layer and the second conductive resin layer of the plurality of solar cell bonding materials,
The plurality of solar cell bonding materials include:
A solar cell bonding material assembly disposed to be separated from each other along the sheet surface direction of the release sheet.
前記剥離シート上で、前記太陽電池セルの前記接続電極の配置パターンと線対称となる配置パターンで配置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の太陽電池用接合材組立体。 The plurality of solar cell bonding materials include:
The solar cell bonding material assembly according to claim 4, wherein the solar cell bonding material assembly is arranged in an arrangement pattern that is line-symmetric with the arrangement pattern of the connection electrodes of the solar cells on the release sheet.
ことを特徴とする請求項4または5に記載の太陽電池用接合材組立体。 The solar cell bonding material assembly according to claim 4, wherein the release sheet has an identification mark for identifying a position of the solar cell bonding material.
配線用電極を有する配線基板と、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の太陽電池用接合材と、
を備え、
前記太陽電池セルの前記接続電極と、前記配線基板上の前記配線用電極とが、前記太陽電池用接合材によって電気的に接続されている太陽電池モジュール。 A solar cell provided with a connection electrode on the back surface opposite to the light receiving surface;
A wiring board having wiring electrodes;
The solar cell bonding material according to any one of claims 1 to 3,
With
The solar cell module in which the connection electrode of the solar battery cell and the wiring electrode on the wiring substrate are electrically connected by the solar cell bonding material.
前記太陽電池用接合材の前記第1の導電性樹脂層に、前記接続電極および前記配線用電極のうちの他方を重ねて接合して製造された太陽電池モジュール。 The solar cell bonding material of the solar cell bonding material assembly according to any one of claims 4 to 6, wherein one of the connection electrode of the solar battery cell and the wiring electrode on the wiring substrate is provided. Two conductive resin layers are stacked and bonded, and then the release sheet is peeled off to transfer the solar cell bonding material to one of the connection electrode and the wiring electrode,
A solar cell module manufactured by overlapping and joining the first conductive resin layer of the solar cell bonding material with the other of the connection electrode and the wiring electrode.
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