(57)【要約】【課題】複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールであって、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールにおいて、表面電極の表面凹凸の有無や材質によらず、表面電極とタブ線との間の接続信頼性を確保できるようにする。【解決手段】複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールは、太陽電池セルの表面電極とタブ線とが、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなる導電性接着層を介して熱圧着処理により接続されている。導電粒子の５０質量％以上は、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（＝長径／厚さ）とを有し、且つ表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子である。【選択図】図１
2010258006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールであって、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールにおいて、
該太陽電池セルの表面電極とタブ線とが、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなる導電性接着層を介して熱圧着処理により接続されており、導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（長径／厚さ）とを有し、且つ第１電極、第２電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項２】
該フレーク状金属粒子のアスペクト比が、３〜５０（但し、５０を含まず）又は５０〜１００である請求項１記載の太陽電池モジュール。
【請求項３】
フレーク状金属粒子が、フレーク状ニッケル粒子である請求項１又は２いずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項４】
表面電極が、アルミニウムから形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の太陽電池モジュール。
【請求項５】
複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールの製造方法において、
該太陽電池セルの表面電極上に、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなる導電性接着層を積層する工程；
該導電性接着層上に、タブ線を配置する工程；  及び
導電性接着層上のタブ線側から熱圧着処理することにより、太陽電池セルの表面電極とタブ線とを電気的に接続する工程
を有し、
導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（長径／厚さ）とを有し、且つ表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項６】
複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極をタブ線と接続するための導電接着剤であって、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなり、導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（長径／厚さ）とを有し、且つ表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とする導電接着剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されてなる太陽電池モジュール、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなるものであり、その少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極は、半田コートされたリボン状銅箔からなるタブ線と接続されている。具体的には、結晶系太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極と、インナーリードとして機能するタブ線とがハンダリフロー処理により接続されており、薄膜系太陽電池モジュールにおいては、両端の太陽電池セルの表面電極に、電力取り出し用アウターリードとしてタブ線がハンダリフロー処理により接続されている。（特許文献１）。
【０００３】
ところが、ハンダリフロー処理時の加熱により、太陽電池セルに反りが生じたり、タブ線と表面電極との接続部に内部応力が生じたり、その結果、場合により太陽電池セルの表面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下するという問題があった。
【０００４】
そこで、近年、太陽電池セルの表面電極とタブ線との接続に、比較的低い温度での熱圧着処理による接続が可能な導電接着フィルムを使用することが行われるようになっている（特許文献２）。このような導電接着フィルムとしては、平均粒径が数μｍオーダーの球状導電粒子を熱硬化型バインダー樹脂組成物に分散してフィルム化したものが使用されている。また、球状導電粒子としては、比較的高硬度の球状金属粒子や、比較的低硬度の金属メッキ被覆球状樹脂粒子が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５６３４９号公報
【特許文献２】特開２００８−１３５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、太陽電池セルの表面電極の多くは銀ペーストを塗布・加熱することにより形成されているため、通常、表面電極の表面には数μｍオーダーの凹凸が形成され、また、球状導電粒子の粒径にもバラツキがある。
【０００７】
このため、導電接着フィルムに配合すべき導電粒子として、比較的高硬度の球状金属粒子を使用した場合、粒径の比較的大きな球状金属粒子が太陽電池セルの表面電極とタブ線との間に挟持されると、それよりも粒径の小さな球状金属粒子は表面電極とタブ線とに同時に接触できず、接続に寄与しないものとなり、その結果、表面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下するという問題があった。
【０００８】
一方、比較的低硬度の金属メッキ被覆球状樹脂粒子を使用した場合、太陽電池セルの表面電極とタブ線との間に挟持された金属メッキ被覆球状樹脂粒子は、接続の際の熱圧着処理により扁平に潰れされるため、接続に寄与しないものは存在しないか又はあってもごく僅かであると考えられる。しかし、表面電極の材料コスト低減の点から、銀ペーストに代えてＡｌペーストやＡｌ蒸着膜を適用した場合には、接続の際の熱圧着処理の際に、金属メッキ被覆球状樹脂粒子は扁平に変形するものの、Ａｌ蒸着膜の表面不動態膜が破壊されるまでには至らず、その結果、太陽電池セルの表面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下するという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、以上の従来の技術の課題を解決しようとするものであり、複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールにおいて、表面電極の表面凹凸の有無や材質によらず、表面電極とタブ線との間の接続信頼性を確保できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、導電接着フィルムに使用する導電粒子として、その少なくとも５０質量％以上が、特定の大きさとアスペクト比とを有し、且つ表面電極とタブ線とよりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子を使用することにより、上述の目的を達成できることを見出し、本発明を完成させた。
【００１１】
即ち、本発明は、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールであって、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールにおいて、
該太陽電池セルの表面電極とタブ線とが、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなる導電性接着層を介して熱圧着処理により接続されており、導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０の長径／厚みのアスペクト比（＝長径／厚み）とを有し、且つ第１電極、第２電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とする太陽電池モジュールを提供する。
【００１２】
また、本発明は、複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールの製造方法において、
該太陽電池セルの表面電極上に、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなる導電性接着層を積層する工程；
該導電性接着層上に、タブ線を配置する工程；  及び
該導電性接着層上のタブ線側から熱圧着処理することにより、太陽電池セルの表面電極とタブ線とを電気的に接続する工程
を有し、
導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（＝長径／厚み）とを有し、且つ表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
導電接着フィルムを使用し、複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されている太陽電池モジュールにおいて、導電接着フィルムに配合する導電粒子として、その少なくとも５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径、５μｍ以下の厚さ、３〜１５０のアスペクト比（＝長径／厚み）を有するフレーク状金属粒子を使用する。このようなフレーク状金属粒子は、その形状が扁平形状であるため、太陽電池セルの表面電極とタブ線との間に挟持されたときに互いに重なり合うことができるので、接続に関与しない導電粒子の数を無くすこと乃至は極力少なくすることができる。従って、太陽電池セルに通常利用されている電極の表面凹凸の有無に関わらず、良好な接続信頼性を確保することができる。
【００１４】
また、このフレーク状金属粒子は、太陽電池セルの表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有する。従って、これらの電極を形成するためにＡｌペーストやＡｌ蒸着膜を使用した場合であっても、熱圧着処理の際に、アルミニウムの表面不動態膜を破壊することができ、良好な接続信頼性を確保することができる。また、エポキシ樹脂にＡｇ粉末を混練したような硬化型Ａｇペースト電極に対しても良好な接着性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の太陽電池モジュールの概略部分断面図である。
【図２】本発明の太陽電池モジュールの概略全体断面図である。
【図３】本発明の太陽電池モジュールの概略上面図である。
【図４】フレーク状金属粒子の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の太陽電池モジュールの一例を説明する。
【００１７】
本発明の太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが直列に接続され、少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極がタブ線と接続されているものである。
【００１８】
本発明が適用される太陽電池セルは、光電変換部として光電変換素子を有する。光電変換素子としては、単結晶型シリコン光電変換素子、多結晶型シリコン光電変換素子、微結晶シリコン光電変換素子、アモルファスシリコン型太陽電池素子をはじめとする任意のシリコン系光電変換素子の他、ＧａＡｓ型やカルコバイライト型等の他の半導体化合物系の光電変換素子、色素増感太陽電池等の色素系光電変換素子等を使用することができる。これらの表面には、必要に応じてＩＴＯ薄膜電極が形成されていてもよい。
【００１９】
これらの光電変換素子から構成される太陽電池セルは、薄膜系太陽電池セルとそれ以外の結晶系太陽電池セルに大別することができる。
【００２０】
以下、結晶系太陽電池セルを使用する本発明の太陽電池モジュールの一例について説明する。
【００２１】
図１は、本発明の太陽電池モジュール１００の概略部分断面図である。この太陽電池モジュール１００は、複数の太陽電池セル５０が、インターコネクターとして機能するタブ線３０で直列に接続されているものである。ここで、太陽電池セル５０は、光電変換素子１０とその受光面に設けられた表面電極たるバスバー電極である第１電極２１と、非受光面に設けられたバスバー電極である第２電極２３と、光電変換素子１０上で第１電極、第２電極とほぼ直交するように設けられた集電極であるフィンガー電極２２、２４とから構成されている。
【００２２】
なお、図１の太陽電池モジュール１００は、通常、図２に示すように、アルミニウムなどの金属フレーム２００と、ガラス、透光性プラスチックなどの透光性表面保護材２０１と、アルミニウム箔を樹脂フィルムで挟持した積層体などの背面保護材２０２とで形成される空間の中で、エチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＡ）等の透光性封止材２０３で封止される。
【００２３】
このような構造の本発明の太陽電池モジュールにおいては、図１に示すように、タブ線３０と第１電極２１及び第２電極２３とが、バインダー樹脂に導電粒子が分散してなる導電性接着層４０を介して熱圧着処理により接続されている。
【００２４】
本発明においては、導電粒子として、扁平なフレーク状金属粒子を使用する。扁平なフレーク状金属粒子は、太陽電池セルの受光面の第１電極又は第２電極とタブ線との間に挟持されたときに互いに重なり合うことができ、このため、接続に関与しない導電粒子の数を無くすこと乃至は極力少なくすることができ、太陽電池セルに用いられている通常の電極の表面凹凸の有無に関わらず、良好な接続信頼性を確保することができる。
【００２５】
フレーク状金属粒子としては、ニッケル、銀、ハンダ等の金属や合金のフレーク状金属粒子を使用することができるが、中でも、低コストと良好な導電性の点でフレーク状ニッケル粒子を好ましく使用できる。
【００２６】
本発明で使用するフレーク状金属粒子は、その長径が１〜５０μｍ、好ましくは１〜４０μｍであり、厚みが５μｍ以下、好ましくは３μｍ以下のものである。長径に関し、１μｍ未満であると接続後の導通抵抗が高くなる傾向があり、５０μｍを超えるとフィルム成形する場合に、フィルム塗布性に問題が生ずる傾向がある。また、厚みに関し、５μｍを超えると絶縁抵抗が低くなる傾向がある。フレーク状金属粒子の長径及び厚さは、顕微鏡等による外観観察により測定される数値である。
【００２７】
更に、本発明で使用するフレーク状金属粒子は、図４に示すように、アスペクト比（即ち、長径Ｌを厚みＴで除した数値）が３〜１５０、好ましくは３〜１００のものである。アスペクト比に関し、１５０を超えると接続後の導通抵抗が高くなる傾向がある。
【００２８】
また、このフレーク状金属粒子は、太陽電池セルの受光面の第１電極、非受光面の第２電極及びタブ線よりも高い硬度を示すものである。従って、これらの電極を形成するためにＡｌペーストやＡｌ蒸着膜を使用した場合であっても、熱圧着処理の際に、アルミニウムの表面不動態膜を破壊することができ、また、タブ線に食い込むことができ、良好な接続信頼性を確保することができる。
【００２９】
本発明において、導電性接着層４０中の導電粒子は、上述したようなフレーク状金属粒子を、５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上含有する。
【００３０】
本発明で使用する導電性接着層４０中の導電粒子の含有量は、少なすぎると接続信頼性が十分でなく、多すぎると接続強度が不十分となるので、好ましくは３〜３０質量％、より好ましくは３〜２０質量％である。
【００３１】
導電性接着層４０を構成するバインダー樹脂組成物としては、従来の導電接着剤において用いられている熱硬化性のバインダー樹脂組成物の中から適宜選択して使用することができる。例えば、熱硬化型エポキシ樹脂、熱硬化型尿素樹脂、熱硬化型メラミン樹脂、熱硬化型フェノール樹脂等に、イミダゾール系硬化剤、アミン系硬化剤等の硬化剤を配合したバインダー樹脂組成物を挙げることができる。中でも、硬化後の接着強度が良好な点を考慮すると、熱硬化型エポキシ樹脂を使用したバインダー樹脂組成物を好ましく使用することができる。
【００３２】
このような熱硬化型エポキシ樹脂としては、液状でも固体状でもよく、エポキシ当量が通常１００〜４０００程度であって、分子中に２以上のエポキシ基を有するものが好ましい。例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、エステル型エポキシ化合物、脂環型エポキシ化合物等を好ましく使用することができる。また、これらの化合物にはモノマーやオリゴマーが含まれる。
【００３３】
本発明で使用するバインダー樹脂組成物には、必要に応じてシリカ、マイカなどの充填剤、顔料、帯電防止剤などを含有させることができる。着色料、防腐剤、ポリイソシアネート系架橋剤、シランカップリング剤なども配合することもできる。
【００３４】
また、公知の球状もしくは不定形状導電粒子を配合することもできる。フレーク状金属粒子に加えて球状導電粒子を配合すると、導通抵抗値をより安定化できるという効果や、フレーク状金属粒子の使用量を減少させて導電接着剤の製造コストを抑制できるという効果が得られる。このような球状導電粒子の大きさとしては、平均粒径が１〜１０μｍのものであり且つフレーク状金属粒子の長径より小さいことが好ましい。また、球状もしくは不定形状導電粒子の配合量は、フレーク状金属粒子の配合量（質量部）の０．０１〜１倍であることが好ましい。
【００３５】
本発明における導電性接着層４０は、ペースト状の導電接着剤もしくはフィルム状の導電接着フィルムとして使用されるが、その溶融粘度が低すぎると仮圧着から本硬化の工程で流動してしまい接続不良や受光面へのはみ出しを起こし易い。高すぎても塗布時もしくはフィルム貼着時に不良を発生し易いので、ペーストの場合にはコーンプレート型粘度計で測定した２５℃の粘度が、好ましくは５０〜２００Ｐａ・ｓ、より好ましくは５０〜１５０Ｐａ・ｓであり、フィルムの場合には、コーンプレート型粘度計で測定した最低溶融粘度が、好ましくは１×１０２〜１×１０５Ｐａ・ｓ、より好ましくは１×１０３〜５×１０４Ｐａ・ｓである。
【００３６】
本発明において、導電性接着層４０は、導電粒子を熱硬化性のバインダー樹脂組成物に常法に従って均一に分散した導電接着剤を太陽電池セルの第１電極と第２電極とに公知の塗布法により形成することができる。また、導電接着剤を剥離ベースフィルム上に成膜し、乾燥することにより得た導電接着フィルムの導電性接着層を、第１電極と第２電極とに転写することにより形成することができる。
【００３７】
なお、導電性接着層４０の層厚は、薄すぎると充填不足となり、厚すぎると受光面にはみ出すことがあるので、好ましくは５〜５０μｍ、より好ましくは１０〜４０μｍである。
【００３８】
太陽電池セル５０の受光面の第１電極２１、非受光面の第２電極２３としては、従来公知の太陽電池セルのバスバー電極と同様の構成とすることができる。例えば、銀ペーストやＡｌペーストを塗布し、加熱することにより形成されたものである。
【００３９】
例えば、太陽電池セル５０の受光面に形成される第１電極２１は、入射光を遮る面積をできるだけ小さくするために、通常、約１ｍｍの幅でライン状に形成される。第１電極２１の数は、太陽電池セルのサイズや抵抗を考慮して適宜に設定される。また、同様の方法により、第１電極に対し交差するように、光電変換素子１０の受光面のほぼ全域にわたって、約１００μｍ程度の幅を有するライン状のフィンガー電極２２が約２ｍｍおきに形成される。
【００４０】
また、太陽電池セル５０の非受光面に形成される第２電極２３及びフィンガー電極２４も、受光面に形成される第１電極２１及びフィンガー電極２２と同様の構成とすることができる。なお、非受光面の第２電極は、入射光を考慮する必要がないため、光電変換素子１０の裏面の略全面を覆うように形成してもよい。その場合にはフィンガー電極２４は不要となる。
【００４１】
タブ線３０としては、従来の太陽電池モジュールで使用されているタブ線を利用することができる。例えば５０〜３００μｍ厚のリボン状銅箔を好ましく使用することができる。このようなリボン状銅箔は、必要に応じて、金メッキ、銀メッキ、すずメッキ、半田メッキ等を施すことができる。
【００４２】
前述したように、第１電極、第２電極及びタブ線３０はフレーク状金属粒子より柔らかいものを使用する。例えば、フレーク状金属粒子がニッケル粒子（モース硬度＝３．５）である場合、第１電極、第２電極、タブ線は、それらの少なくとも表面が金（モース硬度＝２．５）、銀（モース硬度＝２．７）、銅（モース硬度＝３．０）、アルミニウム（モース硬度＝２．９）、スズ（モース硬度＝３．０）等から構成することが好ましい。
【００４３】
次に、図１の本発明の太陽電池モジュールは、以下のように製造することができる。
【００４４】
剥離フィルム上に、所定のフレーク状金属粒子を５０質量％以上含有する導電粒子をエポキシ樹脂組成物に分散させた導電接着剤を乾燥厚で１０〜４０μｍとなるように塗布し、乾燥することにより導電接着フィルムを形成する。
【００４５】
太陽電池セルの第１電極及び第２電極に対し、導電接着フィルムの導電性接着層を仮圧着させ、剥離フィルムを剥離することにより、第１電極及び第２電極上に導電性接着層を積層する。
【００４６】
なお、導電接着剤をフィルム化することなく、ペースト状のまま、スクリーン印刷法などにより第１電極及び第２電極上に導電性接着層を形成してもよい。
【００４７】
次に、太陽電池セルの受光面の第１電極と隣接する太陽電離セルの非受光面の第２電極とに、タブ線を配置し、約０．１〜５ＭＰａで加圧しながら、３０〜１２０℃で０．２〜１０秒間加熱することにより仮貼りし、その後約０．１〜５ＭＰａで加圧しながら、１４０〜２００℃で１０〜２０秒間加熱することにより本圧着を行い、それにより複数の太陽電池セルを直列に接続する。なお、ペースト状の導電接着剤を用いた場合、仮貼り工程を省略することもできる。
【００４８】
次に、ガラスなどの透光性表面保護材、ＥＶＡ等の封止シート、直列に接続された複数の太陽電池セル、ＥＶＡ等の封止シート、背面保護材の順で積層し、真空にした後、１２０〜１５０℃で５〜２０分間ラミネートする。その後、１２０〜１５０℃で３０〜６０分間加熱することで、完全に硬化させる。その後、端子ボックス、金属フレームをとりつけ、太陽電池モジュールを得ることができる。
【００４９】
次に、薄膜系太陽電池セルを使用する本発明の太陽電池モジュールの一例について図３を参照しながら説明する。このような薄膜系太陽電池モジュールは、長尺の薄膜系光電変換素子を横方向に直接に接続し、その光電変換素子の電極に電力取り出し用のタブ線が接続され、必要に応じ、図２のように、樹脂封止されるものである。
【００５０】
図３の薄膜系太陽電池モジュール１００は、基材３８上に、薄膜光電変換素子からなる薄膜系太陽電池セル３２が、直列に平面方向に配列されており、一方の末端の太陽電池セル３２ｃの表面電極（図示せず）と、他方の末端の太陽電池セル３２ｄの表面電極（図示せず）とに、電力取り出し用のタブ線３４が、接着剤を介して接続された構造を有する。薄膜系太陽電池セル３２を使用すること、太陽電池セル同士の接続にタブ線を使用しないことができる以外の構成は、図１で説明した結晶系太陽電池モジュールの場合と原則同じである。
【００５１】
このような薄膜系太陽電池モジュールは、一方の末端の太陽電池セル３２ｃの表面電極（図示せず）と、他方の末端の太陽電池セル３２ｄの表面電極（図示せず）とに、電力取り出し用のタブ線３４を、図１の結晶系太陽電池モジュールで説明した接着剤を介して室温加圧もしくは低温（約３０〜１２０℃）加圧することにより仮貼りし、比較的高温（約１４０〜２００℃）で本圧着することにより製造することができる。
【００５２】
なお、このようにして得られた太陽電池モジュールを複数個用意し、それらを直列に接続して太陽電池ストリングを作成し、更に、このような太陽電池ストリングスを複数用意し、それらを並列に接続することにより太陽電池アレイを得ることができる。
【００５３】
なお、本発明で使用した導電接着剤、即ち、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極をタブ線と接続するための導電接着剤も、本発明の一部であり、その特徴は、バインダー樹脂組成物に導電粒子が分散してなるものであり、導電粒子の５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径と、５μｍ以下の厚みと、３〜１５０のアスペクト比（長径／厚さ）とを有し、且つ表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有するフレーク状金属粒子であることを特徴とするものである。具体的な構成は、既に説明したとおりである。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明の太陽電池モジュールについて、試験例及び実施例を挙げて具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に示したものに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において、適宜変更して実施することができる。
【００５５】
実施例１
（１）導電接着フィルムの作製
長径が１〜２０μｍ、厚さ３μｍ以下、アスペクト比３〜５０の鱗片状Ｎｉ粒子（モース硬度３．８）を５０質量％以上含有する導電粒子１０質量部、ビスＡ型エポキシ樹脂（ＥＰ８２８、ジャパンエポキシレジン（株））５０質量部、フェノキシ樹脂（ＹＰ−５０、東都化成（株））２０質量部、及びイミダゾール系潜在性硬化剤（ＨＸ３９４１ＨＰ、旭化成（株））２０質量部、更にトルエン１００質量部を混合した、導電接着剤を調製した。
【００５６】
得られた導電接着剤を、５０μｍ厚の剥離処理ポリエチレンテレフタレートフィルムに２５μｍ厚となるように塗布し、８０℃のオーブン中で５分間加熱乾燥処理して成膜し、これにより導電接着フィルムを作成した。
【００５７】
（２）太陽電池モジュールモデルの作製
（２ａ）光電変換素子の代替物として、縦８０ｍｍ、横１５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍの大きさの以下の３種のガラス板を用意した。
（2ai）電極として、厚さ１５０〜２００ｎｍのインジウム−チタン複合酸化物層を設けたＩＴＯベタガラス板を用意した。ＩＴＯ表面のモース硬度は４以上であった。また、電極表面のラフネスは０．２μｍ以下であった。
（2aii）電極として、厚さ５００ｎｍのアルミニウム蒸着膜を設けたＡｌベタガラス板を用意した。Ａｌ表面のモース硬度は２．９であった。また、電極表面のラフネスは０．２μｍ以下であった。なお、アルミニウムの表面には強固な不動態膜が形成されていた。
（2aiii）電極として、厚さ５μｍのＡｇペースト焼成膜を設けたＡｇベタガラス板を用意した。Ａｇ表面のモース硬度は２．７であった。また、電極表面のラフネスは４μｍ以下であった。なお、Ａｇの表面には弱い酸化膜が形成されていた。
【００５８】
（２ｂ）他方、タブ線として、以下の２種のタブ線を用意した。
（2bi）１５０μｍ厚の銅箔に、ＳｎＡｇＣｕ半田ディップメッキ（メッキ厚４０μｍ）を施した半田被覆銅リボンを用意した。表面のモース硬度は３以下であった。
（2bii）１５０μｍ厚の無垢銅リボンをタブ線として使用した。表面のモース硬度は３であった。
【００５９】
（２ｃ）導電接着フィルムの導電性接着層を、光電変換素子の代替物の電極層に対し、１２箇所に熱圧着（接続面積２ｍｍ四方、１８０℃、３ＭＰａ、１５秒）することにより太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、平行抵抗値について以下の表１に示す基準で評価した。得られた結果を表２に示す。
【００６０】
【表１】
2010258006.tif 000003
【００６１】
実施例２
鱗片状Ｎｉ粒子として、長径が２０〜４０μｍ、厚さ３μｍ以下、アスペクト比５０〜１００の鱗片状Ｎｉ粒子（モース硬度３．８）を５０質量％以上含む導電粒子を使用すること以外は、実施例１を繰り返すことにより、導電接着フィルム、太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、同様の基準で評価した。得られた結果を表２に示す。
【００６２】
実施例３
鱗片状Ｎｉ粒子として、長径が４０〜５０μｍ、厚さ３μｍ以下、アスペクト比１００〜１５０の鱗片状Ｎｉ粒子（モース硬度３．８）を５０質量％以上含む導電粒子を使用すること以外は、実施例１を繰り返すことにより、導電接着フィルム、太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、同様の基準で評価した。得られた結果を表２に示す。
【００６３】
比較例１
鱗片状Ｎｉ粒子に代えて、平均粒径１０μｍの球状Ｎｉ粒子（モース硬度３．８）を使用すること以外は、実施例１を繰り返すことにより、導電接着フィルム、太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、同様の基準で評価した。得られた結果を表２に示す。
【００６４】
比較例２
鱗片状Ｎｉ粒子に代えて、平均粒径１０μｍの球状半田粒子（モース硬度２以下）を使用すること以外は、実施例１を繰り返すことにより、導電接着フィルム、太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、同様の基準で評価した。得られた結果を表２に示す。
【００６５】
【表２】
2010258006.tif 000004
【００６６】
表２から分かるように、特定範囲の長径、厚さ、アスペクト比を有する扁平なフレーク状金属粒子を導電粒子として含有する導電接着フィルムを使用した実施例１〜３の太陽電池モジュールモデルにおいては、光電変換素子に通常設けられる電極材料（ＩＴＯ電極、Ａｌ蒸着電極、銀ペースト電極）と、太陽電池セル同士を接続する際に通常用いられているタブ線（ＳｎＡｇＣｕ半田被覆銅リボン、無垢銅リボン）との間が、熱圧着処理により良好な信頼性を確保しつつ接続されていることがわかる。中でも、アスペクト比が３〜５０、５０〜１００の場合が好ましいことがわかる。
【００６７】
一方、扁平なフレーク状金属粒子に代えて球状の導電金属粒子の中で、比較的硬い球状Ｎｉ粒子を使用した比較例１の場合、熱圧着の際に球状Ｎｉ粒子は変形し難い。これは、比較的粒径の大きな粒子が存在するために、粒径の小さい粒子が接続に寄与できなかったためと推定される。従って、電極材料としてＩＴＯを使用したときには、導通信頼性の評価がＣであったが、電極材料が比較的柔らかいＡｇペースト電極を使用したときには、球状Ｎｉ粒子が銀ペースト電極側にめり込むように銀ペースト電極側が変形するので、導通信頼性に問題はないことがわかる。また、表面に強固な不動態膜が形成されているアルミニウムペースト電極を使用したときにも、熱圧着の際に不動態膜を破ることができるので、導通信頼性に問題がないことがわかる。
【００６８】
扁平なフレーク状金属粒子に代えて球状の導電金属粒子の中で、比較的柔らかい球状ハンダ粒子を使用した比較例２の場合、熱圧着の際にそれ自体が変形するので、電極材料としてＩＴＯを使用したとき、銀ペースト電極を使用したときには、導通信頼性に問題はないことがわかる。しかし、表面に強固な不動態膜が形成されているアルミニウムペースト電極を使用したときには、熱圧着の際に不動態膜を破ることができず、導通信頼性に問題があることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の太陽電池モジュールは、電極とタブ線との接合材料として接続導電接着フィルムを使用し、さらにそれに配合する導電粒子として、その少なくとも５０質量％以上が、１〜５０μｍの長径、５μｍ以下の厚さ、３〜１５０のアスペクト比を有するフレーク状金属粒子を使用する。従って、太陽電池セルの電極の表面凹凸の有無に関わらず、良好な接続信頼性を確保することができる。また、このフレーク状金属粒子は、表面電極及びタブ線よりも高い硬度を有する。従って、これらの電極を形成するためにＡｌペーストやＡｌ蒸着膜を使用した場合であっても、熱圧着処理の際に、アルミニウムの表面不動態膜を破壊することができ、良好な接続信頼性を確保することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０  光電変換素子
２１  第１電極
２２、２４  フィンガー電極
２３  第２電極
３０、３４  タブ線
３２  薄膜系太陽電池セル
３８  基材
４０  導電性接着層
５０  太陽電池セル
１００  太陽電池モジュール
２００  金属フレーム
２０１  透光性表面保護材
２０２  背面保護材
２０３  透光性封止材
【図１】
2010258006.tif 000005
【図２】
2010258006.tif 000006
【図３】
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【図４】
2010258006.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成21年7月1日(2009.7.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルが直列に接続されてなるものであり、その少なくとも一つの太陽電池セルの表面電極は、半田コートされたリボン状銅箔からなるタブ線と接続されている。具体的には、結晶系太陽電池モジュールにおいては、太陽電池セルの受光面に銀ペーストのスクリーン印刷により形成されたバスバー電極と、インナーリードとして機能するタブ線とがハンダ処理により接続されており、薄膜系太陽電池モジュールにおいては、両端の太陽電池セルの表面電極に、電力取り出し用アウターリードとしてタブ線がハンダ処理により接続されている。（特許文献１）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ところが、ハンダ処理時の加熱により、太陽電池セルに反りが生じたり、タブ線と表面電極との接続部に内部応力が生じたり、その結果、場合により太陽電池セルの表面電極とタブ線との間の接続信頼性が低下するという問題があった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明における導電性接着層４０は、ペースト状の導電接着剤もしくはフィルム状の導電接着フィルムとして使用されるが、その溶融粘度が低すぎると仮圧着から本硬化の工程で流動してしまい接続不良や受光面へのはみ出しを起こし易い。高すぎても塗布時もしくはフィルム貼着時に不良を発生し易いので、ペーストの場合にはコーンプレート型粘度計で測定した２５℃の粘度が、好ましくは５０〜２００Ｐａ・ｓ、より好ましくは５０〜１５０Ｐａ・ｓであり、フィルムの場合には、コーンプレート型粘度計で測定した最低溶融粘度が、好ましくは１×１０２〜１×１０５Ｐａ・ｓ、より好ましくは１×１０２〜５×１０４Ｐａ・ｓである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
（２ｃ）導電接着フィルムの導電性接着層を、光電変換素子の代替物の電極層に対し、１２箇所に熱圧着（接続面積２ｍｍ四方、１８０℃、３ＭＰａ、１５秒）することにより太陽電池モジュールモデルを作製した。得られた太陽電池モジュールモデルについて、４端子法により最大抵抗値と最小抵抗値とを測定し、更に平均抵抗値を算出し、平均抵抗値について以下の表１に示す基準で評価した。得られた結果を表２に示す。