(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に介在させて使用するポリマーシートからなる太陽電池セル電極の接続用シートであって、前記ポリマーシートが、
（Ａ）平均重合度が１００以上である架橋性オルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末：５〜６００質量部、
（Ｃ）カーボンブラック粉末：０〜８０質量部、
（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末：５〜５０質量部
及び、
（Ｅ）硬化剤：硬化有効量
を含むシリコーンゴム組成物をシート状に成形して加熱硬化させてなるシリコーンゴムシートからなる太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項２】
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に介在させて使用するポリマーシートからなる太陽電池セル電極の接続用シートであって、前記ポリマーシートが、無機物及び／又は耐熱性樹脂からなるクロス及び／又は繊維で補強されてなる、ガラス転移温度が２００℃以上又は融点が３００℃以上であるフッ素樹脂フィルムと、
（Ａ）平均重合度が１００以上である架橋性オルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末：５〜６００質量部、
（Ｃ）カーボンブラック粉末：０〜８０質量部、
（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末：５〜５０質量部
及び、
（Ｅ）硬化剤：硬化有効量
を含むシリコーンゴム組成物をシート状に成形して加熱硬化させてなるシリコーンゴムシートと
を積層したものである太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項３】
（Ｂ）成分である熱伝導性粉末が、５質量部以上配合され、平均粒径１〜５０μｍの金属ケイ素粉末である請求項１又は２記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項４】
上記金属ケイ素粉末が、表面に強制酸化膜が形成されてなる請求項３記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項５】
（Ｂ）成分である熱伝導性粉末が、５質量部以上配合され、平均粒径１〜５０μｍの結晶性二酸化ケイ素粉末である請求項１又は２記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項６】
前記シリコーンゴムシートの２３℃における切断時伸びが４０〜１，０００％、タイプＡデュロメーターでの硬さが１０〜９０である請求項１〜５のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項７】
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以上である請求項１〜６のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項８】
厚さが０．０１〜１ｍｍである請求項１〜７のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項９】
前記配線部材が、帯状の導電性部材である請求項１〜８のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１０】
前記配線部材が、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｐｂ及びＭｇからなる群より選択される１種以上の金属元素を含む請求項１〜９のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１１】
前記配線部材が、はんだで被覆されてなる請求項１〜１０のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１２】
前記導電性接着材料が、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有する導電性樹脂接着剤である請求項１〜１１のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１３】
前記導電性接着材料が、フィルム状である請求項１〜１２のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１４】
前記導電性接着材料が、はんだである請求項１〜１１のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１５】
前記導電性接着材料が、配線部材上に形成されてなる請求項１〜１４のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
【請求項１６】
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に請求項１〜１５のいずれか１項記載の接続用シートを介在させて加熱及び加圧す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１７】
太陽電池セル表面に設けられた電力を取り出すための表面電極及び裏面電極と配線部材とをそれぞれ導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に請求項１〜１５のいずれか１項記載の接続用シートを介在させて、上記表面電極及び裏面電極と上記配線部材とをそれぞれ同時に加熱及び加圧して接続する請求項１６記載の太陽電池モジュールの製造方法。
【請求項１８】
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材が接続された単一の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールであって、請求項１６又は１７記載の製造方法によって得られることを特徴とする太陽電池モジュール。
【請求項１９】
請求項１８記載の太陽電池セルが複数配列され、互いに隣接する前記太陽電池セルの電力を取り出すための電極が配線部材により接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池セル電極の接続用シート及びこれを用いた太陽電池モジュールの製造方法に関し、更に詳述すると、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料、特に、導電性樹脂接着剤を介して加熱及び加圧して接続するときに使用され、耐熱性が良好であり、高温下で圧着が行われても劣化が小さく、機械的な応力に対しても耐久性が良好なポリマーシートである太陽電池セル電極の接続用シート、該シートを使用した太陽電池モジュールの製造方法に関するものであり、更には、これにより得られた、反りや割れの問題のない太陽電池モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池セルには、その電力を取り出すために、太陽電池セルの電極に導電性の配線部材が接続されている。配線部材としては、多くの場合、平角状の銅箔表面にはんだコートしたものが使用され、太陽電池セルの電極と配線部材は、はんだにより接続されている（特許文献１，２：特開２００４−２０４２５６号，同２００５−５０７８０号公報）。このようなはんだ接続には、比較的高温が必要となり、発電を担う半導体構造部や、電極部とはんだ、電極部材の熱収縮率の違いにより接続部に応力がかかるため、太陽電池セルの反りや割れの原因になっている。【０００３】
この対策として、はんだ接続において、応力を緩和する技術が種々提案されている（特許文献３〜６：特開２００６−５４３５５号，同２００５−１９１２００号，同２００５−３０２９０２号公報，特開昭６１−２８４９７３号公報）。しかしながら、上記の対策では十分ではないため、はんだの代わりに絶縁性樹脂と導電性粒子を含む導電性樹脂接着剤を用いることが提案されている（特許文献７〜１１：特開２００５−１０１５１９号，同２００７−１５８３０２号，同２００７−２１４５３３号，同２００８−２９４３８３号，同２００８−３００４０３号公報）。【０００４】
この絶縁性樹脂と導電性粒子を含む導電性樹脂接着剤により、太陽電池セルの電極と配線部材を接続するためには、加熱及び圧着工程が必要となる。
絶縁性樹脂と導電性粒子を含む異方性導電性接着剤を用いて、加熱・加圧して微細なリード電極同士の接続を行う技術は、液晶ディスプレイを中心として広く実用化されている。このとき、加熱・加圧部材と被圧着部材との間に用いられる熱圧着用シリコーンゴムシートは良く知られている。（特許文献１２〜１４：特開平５−１９８３４４号，同６−３６８５３号，同６−２８９３５２号公報）【０００５】
また、シリコーンゴムに、水分を除いた揮発分が０．５％以下であるカーボンブラックを配合して耐熱性を改良したもの（特許文献１５：特開平７−１１０１０号公報）や、ＢＥＴ比表面積が１００ｍ2／ｇ以上のカーボンブラックを配合することによって、耐熱性を更に改良した熱圧着用シリコーンゴムシート（特許文献１６：特開２００３−２６１７６９号公報）や、フッ素系材料積層シート（特許文献１７：特許第３１６９５０１号公報）などが提案されている。【０００６】
しかし、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含む導電性接着剤により、加熱及び加圧接続するときに、加熱及び加圧部材と配線部材との間にポリマーからなるシートを介在させることは、提案も検討もされて来なかった。したがって、そのシートの材質や構造についても検討されていない。なお、金属ケイ素粉末を配合したシリコーンゴムとして、特許文献１８〜２２（特開平３−１４８７３号公報，特開２０００−６３６７０号，同２００７−１３８１００号，同２００７−１７１９４６号，同２００７−３１１６２８号公報）が知られているが、これらはいずれも太陽電池セルの電極と配線部材の接続工程で使用するシリコーンゴムシートへの応用を考慮しておらず、太陽電池セルの反り、割れ問題を解決するための最適化はなされていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２０４２５６号公報
【特許文献２】特開２００５−５０７８０号公報
【特許文献３】特開２００６−５４３５５号公報
【特許文献４】特開２００５−１９１２００号公報
【特許文献５】特開２００５−３０２９０２号公報
【特許文献６】特開昭６１−２８４９７３号公報
【特許文献７】特開２００５−１０１５１９号公報
【特許文献８】特開２００７−１５８３０２号公報
【特許文献９】特開２００７−２１４５３３号公報
【特許文献１０】特開２００８−２９４３８３号公報
【特許文献１１】特開２００８−３００４０３号公報
【特許文献１２】特開平５−１９８３４４号公報
【特許文献１３】特開平６−３６８５３号公報
【特許文献１４】特開平６−２８９３５２号公報
【特許文献１５】特開平７−１１０１０号公報
【特許文献１６】特開２００３−２６１７６９号公報
【特許文献１７】特許第３１６９５０１号公報
【特許文献１８】特開平３−１４８７３号公報
【特許文献１９】特開２０００−６３６７０号公報
【特許文献２０】特開２００７−１３８１００号公報
【特許文献２１】特開２００７−１７１９４６号公報
【特許文献２２】特開２００７−３１１６２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着剤を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と配線部材との間に介在させて用いられ、高い耐熱性及び耐久性を有し、はんだや配線部材の金属などと貼り付くことなく、歩留まり良く、高品質な太陽電池及び太陽電池モジュールの製造が可能となる太陽電池セル電極の接続用シート、この接続用シートを用いた太陽電池モジュールの製造方法及びこれによって得られる太陽電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、太陽電池セルの電極と配線部材とを導電性接着剤、特に導電性樹脂接着剤を介して加熱・加圧して接続するに際し、加熱・加圧部材と配線部材との間に、好ましくは耐熱性樹脂、フッ素ゴム及びシリコーンゴムから選ばれる１種以上を含むポリマーシートを介在させることが、太陽電池セルの薄膜化による反りや割れの対策として有用であることを見出した。さらには、このポリマーシートの硬さ、弾力性、熱伝導性、非着性の最適化が極めて重要であることがわかった。即ち、熱伝導性を上げるためには、熱伝導性充填剤を配合することが好適であり、金属ケイ素粉末や結晶性二酸化ケイ素粉末を使用した場合には、ポリマーシートの圧縮永久歪を小さくすることが可能となるため、圧着に基づく永久変形による劣化を小さくできることがわかった。したがって、最適化されたポリマーシートである太陽電池セル電極の接続用シートを使用することで、単一セルからなる太陽電池や太陽電池モジュールの製造工程において、接点不良による発電効率の低下を起こすことなく、良好に導電性接着材料を加熱・加圧接着することが容易にでき、配線部材や導電性接着剤等に貼り付くことなく、シートの同一箇所を繰り返して使用して、接続可能であることを見出し、本発明をなすに至った。【００１０】
即ち、本発明は、下記太陽電池セル電極の接続用シート、太陽電池モジュールの製造方法及び太陽電池モジュールを提供する。
〔請求項１〕
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に介在させて使用するポリマーシートからなる太陽電池セル電極の接続用シートであって、前記ポリマーシートが、
（Ａ）平均重合度が１００以上である架橋性オルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末：５〜６００質量部、
（Ｃ）カーボンブラック粉末：０〜８０質量部、
（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末：５〜５０質量部
及び、
（Ｅ）硬化剤：硬化有効量
を含むシリコーンゴム組成物をシート状に成形して加熱硬化させてなるシリコーンゴムシートからなる太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項２〕
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に介在させて使用するポリマーシートからなる太陽電池セル電極の接続用シートであって、前記ポリマーシートが、無機物及び／又は耐熱性樹脂からなるクロス及び／又は繊維で補強されてなる、ガラス転移温度が２００℃以上又は融点が３００℃以上であるフッ素樹脂フィルムと、
（Ａ）平均重合度が１００以上である架橋性オルガノポリシロキサン：１００質量部、
（Ｂ）金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末：５〜６００質量部、
（Ｃ）カーボンブラック粉末：０〜８０質量部、
（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末：５〜５０質量部
及び、
（Ｅ）硬化剤：硬化有効量
を含むシリコーンゴム組成物をシート状に成形して加熱硬化させてなるシリコーンゴムシートと
を積層したものである太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項３〕
（Ｂ）成分である熱伝導性粉末が、５質量部以上配合され、平均粒径１〜５０μｍの金属ケイ素粉末である請求項１又は２記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項４〕
上記金属ケイ素粉末が、表面に強制酸化膜が形成されてなる請求項３記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項５〕
（Ｂ）成分である熱伝導性粉末が、５質量部以上配合され、平均粒径１〜５０μｍの結晶性二酸化ケイ素粉末である請求項１又は２記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項６〕
前記シリコーンゴムシートの２３℃における切断時伸びが４０〜１，０００％、タイプＡデュロメーターでの硬さが１０〜９０である請求項１〜５のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項７〕
熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以上である請求項１〜６のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項８〕
厚さが０．０１〜１ｍｍである請求項１〜７のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項９〕
前記配線部材が、帯状の導電性部材である請求項１〜８のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１０〕
前記配線部材が、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｐｂ及びＭｇからなる群より選択される１種以上の金属元素を含む請求項１〜９のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１１〕
前記配線部材が、はんだで被覆されてなる請求項１〜１０のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１２〕
前記導電性接着材料が、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有する導電性樹脂接着剤である請求項１〜１１のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１３〕
前記導電性接着材料が、フィルム状である請求項１〜１２のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１４〕
前記導電性接着材料が、はんだである請求項１〜１１のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１５〕
前記導電性接着材料が、配線部材上に形成されてなる請求項１〜１４のいずれか１項記載の太陽電池セル電極の接続用シート。
〔請求項１６〕
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に請求項１〜１５のいずれか１項記載の接続用シートを介在させて加熱及び加圧す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１７〕
太陽電池セル表面に設けられた電力を取り出すための表面電極及び裏面電極と配線部材とをそれぞれ導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に請求項１〜１５のいずれか１項記載の接続用シートを介在させて、上記表面電極及び裏面電極と上記配線部材とをそれぞれ同時に加熱及び加圧して接続する請求項１６記載の太陽電池モジュールの製造方法。
〔請求項１８〕
太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材が接続された単一の太陽電池セルで構成される太陽電池モジュールであって、請求項１６又は１７記載の製造方法によって得られることを特徴とする太陽電池モジュール。
〔請求項１９〕
請求項１８記載の太陽電池セルが複数配列され、互いに隣接する前記太陽電池セルの電力を取り出すための電極が配線部材により接続されていることを特徴とする太陽電池モジュール。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを、導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、ポリマーシートからなる最適化された太陽電池セル電極の接続用シートを加熱及び加圧部材と配線部材との間に介在させて使用することから、被加熱・加圧部全面を均一な温度及び圧力で圧着できる。その結果、接点不良がなく、確実な接続が可能となり、高品質で長期耐久性も良好な単一の太陽電池セルからなる太陽電池と、複数の太陽電池セルが配列して接続した構造の太陽電池モジュールを安定的に製造し、市場に供給することができる。【００１２】
特に、導電性接着材料として、絶縁性樹脂と導電性粒子を含有した導電性樹脂接着剤を使用する場合には、太陽電池セルの反りや割れの問題を解消した太陽電池セルと太陽電池モジュールを安定的に製造し、市場に供給することができる。今後、太陽電池セルの薄膜化が進むと予測されており、さらに大きな効果が期待できる。
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、圧着時にはみ出した導電性接着材料と加熱及び加圧部材との貼り付きを防止したり、導電性接着材料が加熱及び加圧部材上に堆積することを防止したりする効果もある。加熱及び加圧部材は、通常、金属製の硬いものであるため、接続用シートは、圧着時の加熱及び加圧部材からの衝撃を和らげ、太陽電池セルの割れを防ぐ役割も担う。
また、本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、圧着時に接触する配線部材、導電性接着材料、表面電極などの部材に非接着性を有することで、シートの同一箇所を使用して、繰り返して圧着が可能となり、コスト削減及び省力化された信頼性のある接続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例において用いた太陽電池セル及び接続用シートの断面図である。
【図２】太陽電池セル接続の一例を示す。ａは平面図であり、ｂは断面図であり、ｃは太陽電池セルの断面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の電極接続用シートは、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続するに際し、加熱及び加圧部材と上記配線部材との間に介在させて使用され、好ましくは耐熱性樹脂、フッ素ゴム及びシリコーンゴムから選択される１種以上を含むポリマーシートであることを特徴とする。
【００１５】
太陽電池の種類
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートが使用される太陽電池セルの種類としては、電力を取り出すための電極が備えられたものであれば特に限定されるものではないが、その太陽光を光電変換して電力を発生させる材料により、シリコン系、化合物系、有機系などを挙げることができる。例えば、シリコン系の場合には、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型、結晶シリコンとアモルファスシリコンのハイブリッド型（ＨＩＴ型）などを挙げることができる。化合物系の場合には、ＧａＡｓ単結晶などのＩＩＩ−Ｖ族系のもの、ＣＩＳ系（カルコパライト系）と呼ばれるＩ−ＩＩＩ−Ｖ族化合物からなるもの、例えば、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ2、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）（Ｓｅ，Ｓ）2、ＣｕＩｎＳ2などで、それぞれＣＩＧＳ、ＣＩＧＳＳ、ＣＩＳと呼ばれるもの、ＣｄＴｅ−ＣｄＳ系などが挙げられる。有機系の場合には、色素増感型、有機薄膜型などが挙げられる。また、その厚さによる分類では、比較的厚い結晶系の太陽電池と、ガラス上やフィルム上に薄く製膜した薄膜太陽電池を挙げることができる。
【００１６】
圧着系
太陽電池セルの電力を取り出すための電極の形状としては、例えば、フィンガー、バスバーと呼ばれる集電電極を、銀などを主成分として形成してあっても良いし、特に集電電極を設けていない構造であっても良く、これらに限定されるものではない。
配線部材は、例えば、断面が平角形状を有する帯状の導電性部材であることが好ましく、材質としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｐｂ及びＭｇからなる群より選択される１種以上の金属元素を含むものが好ましい。
さらに、必要に応じて、配線部材が、はんだで被覆されたものを使用しても良い。
【００１７】
導電性接着材料は、絶縁性樹脂と導電性粒子とを含有する導電性樹脂接着剤が好適であり、ペースト状で使用することもできるが、フィルム状に成形したものを使用することで、製造工程を簡略化できるため好適である。さらに、予め配線部材上に形成したものも使用することもできる。導電性接着材料に用いる絶縁性樹脂は、エポキシ系、アクリル系、フェノキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、ウレタン系やそれらを変性したものなどから任意のものを選択することができるし、これらを混合して用いても良く、これらに限定されるものではない。具体的には、熱硬化型のエポキシ樹脂、アクリル樹脂にアクリルゴム又はブチルゴム成分を含有し、動的粘弾性率が１×１０3〜１×１０10Ｐａ等の樹脂を挙げることができる。また、必要に応じて、導電性接着材料として、はんだを使用することができる。
【００１８】
上記樹脂接着剤に混合して用いられる導電性粒子としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｏ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｍｇ，はんだ等の粒子、スチレン等の樹脂、ガラスやシリカ粒子表面に前記金属から選ばれる金属をめっき処理した粒子等の金属粒子が挙げられ、これらの粒子の平均粒径は１〜１００μｍであることが好ましく、より好ましくは２〜８０μｍである。なお、平均粒径はレーザー回折法による粒度分布測定装置を用いて、累積重量平均値Ｄ50（又はメジアン径）などとして求めることができる。
【００１９】
太陽電池セル電極の接続用シート材質、構成
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、絶縁性樹脂と導電性粒子とを含有する導電性樹脂接着材料を加熱硬化させたり、はんだを溶融させたりするために、通常３００℃以上に熱せられた配線部材接続装置の加熱・加圧部材に接触して使用されることが多いため、耐熱性が必要であることから、その材質は、耐熱性の高分子材料であることが好ましい。具体的には、耐熱性樹脂、フッ素ゴム、シリコーンゴムから選択してなる１種以上のポリマーである。さらに、耐熱性樹脂としては、そのガラス転移温度が２００℃以上又は融点が３００℃以上であるフッ素樹脂及びポリアミド系樹脂から選択される１種以上であることが好ましい。耐熱性樹脂のガラス転移温度又は融点の上限値は特に制限されないが、通常、５００℃以下であることが好ましい。
【００２０】
例えば、融点が３００℃以上のフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリ３フッ化塩化エチレン（ＰＴＦＣＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ガラス転移温度が２００℃以上のポリアミド系樹脂としては、芳香族ポリイミド、ポリアミドイミド、芳香族ポリアミド、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルイミド等が例示できるが、これらに限定されるものではない。アラミド繊維に含浸させた耐熱シートなどの樹脂系シートも例示できる。上記から変性される耐熱性のフッ素系ゴムも使用することができる。
【００２１】
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、加熱・加圧部材からの熱を導電性接着部材に伝える必要があるため、ある程度熱伝導率が高いほうが好ましい。高分子材料の熱伝導率は比較的低いことから、高分子材料中に無機物からなる熱伝導性充填剤を添加することで、シートの熱伝導率を高めることが好ましい。無機物からなる熱伝導性充填剤としては、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物、及び炭素の同素体から選択される１種以上の材料であることが好ましい。金属からなる熱伝導性充填剤としては、金属ケイ素、アルミニウム、金、銀、銅、鉄、ニッケル及びこれらの合金の中から選択される１種以上の金属粉末であることが好ましい。金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化鉄など、金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素など、金属炭化物としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素など、金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムなど、炭素の同素体としては、各種炭素繊維や黒鉛などを用いることができる。これらの熱伝導性充填剤の配合量は、上記高分子材料１００質量部に対して１０〜３０００質量部であることが好ましい。
【００２２】
太陽電池セル電極の接続用シートがシリコーンゴムの場合
次に、本発明に用いられるシリコーンゴムを形成するためのシリコーンゴム組成物について説明する。
［組成物］
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートに必要な主な特性としては、クッション性、耐熱圧着性、熱伝導性が挙げられる。シリコーンゴムは、特に適度なクッション性を持つよう伸びや硬度を調整することが容易であり、耐熱圧着性も良好であり、熱伝導性充填剤の添加で熱伝導率を高めることができるため、本発明の太陽電池セル電極の接続用シートの材料として好適である。
【００２３】
本発明において使用されるシリコーンゴム組成物としては、例えば、
（Ａ）平均重合度が１００以上であるオルガノポリシロキサン及び
（Ｅ）硬化剤
を含み、必要により
（Ｂ）金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末、
（Ｃ）カーボンブラック粉末、
（Ｄ）ＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末
を配合してなるものが挙げられる。
【００２４】
本発明に用いられるシリコーンゴム組成物における（Ａ）〜（Ｅ）成分について説明する。
（Ａ）成分：
本発明で使用する（Ａ）成分である、平均重合度１００以上の架橋性オルガノポリシロキサンは、例えば、次の平均組成式（１）で表される。
ＲnＳｉＯ(4-n)/2・・・・（１）
（但し、（１）式中のｎは１．９〜２．４の正数、Ｒは置換又は非置換の一価の炭化水素基を表す。）
【００２５】
Ｒで表される置換又は非置換の一価炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、あるいは、これらの基の水素原子の一部又は全部が塩素原子、フッ素原子などのハロゲン原子で置換されたハロゲン化炭化水素基等が例示される。
【００２６】
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの、あるいはこのオルガノポリシロキサンの主鎖にメチル基、ビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基などの有機基を導入したものが好ましい。特に、前記有機基の０．０００１〜１０モル％がビニル基であり、かつ８０モル％以上がメチル基であることが好ましい。また分子鎖末端がトリオルガノシリル基又は水酸基で封鎖されたものが好ましい。このトリオルガノシリル基としては、トリメチルシリル基、ジメチルビニルシリル基、トリビニルシリル基などが例示される。
【００２７】
（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンとしては、１種だけを使用しても複数種を混合して使用しても良いが、前記（１）式で表される（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン分子全体が有する、全Ｒの０．１０〜０．５０モル％がビニル基であることが好ましい。また本発明においては、（１）式で表される（Ａ）成分の平均重合度は１００以上、特に２００以上であることが好ましい。平均重合度が１００未満であると、硬化後の機械的強度が劣る場合がある。平均重合度の上限は特に制限されないが、１００，０００以下、特に５０，０００以下であることが好ましい。なお、平均重合度は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算値である。
【００２８】
（Ｂ）成分：
（Ｂ）成分は、熱伝導性を与えるために添加するもので、高い熱伝導率が必要な場合に用いるものである。これは、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物及び炭素の同素体から選択される少なくとも１種の熱伝導性粉末であり、本発明のシリコーンゴムシートに熱伝導性を付与する充填剤である。これらの具体例は、金属としては、金、銀、銅、鉄、金属ケイ素、ニッケル、アルミニウム及びこれらの合金など、金属酸化物としては、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化鉄など、金属窒化物としては、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素など、金属炭化物としては、炭化ケイ素、炭化ホウ素など、金属水酸化物としては、水酸化アルミニウムなど、炭素の同素体としては、各種炭素繊維や黒鉛などが例示されるが、これらに限定されるわけではない。
【００２９】
上記の熱伝導性粉末の中でも、特に金属ケイ素粉末や結晶性二酸化ケイ素粉末が好適である。これらの粉末を使用することによって、圧縮成形歪を小さくすることが可能となり、繰り返し圧着によって生じる永久変形による劣化が小さくなるので、耐久性に優れた熱圧着用シリコーンゴムシートの実現が可能となる。また、両粉末とも低比重であり、シートの比重を軽くすることができるので、熱圧着用シリコーンゴムシートの取扱い性が良好になる。
【００３０】
これらの粉末の形状は、球状、楕円状、扁平状、角張った不定形、丸みを帯びた不定形、針状などの何れでも良く、特に限定されるものではない。例えば、金属ケイ素の場合には、球状、粉砕による不定形などを例示することができる。
【００３１】
また、熱伝導性粉末の純度は、特に限定されるものではないが、熱伝導性を付与する観点から５０質量％以上であることが好ましく、特に８０質量％以上、さらに好ましくは９５質量％以上である。
【００３２】
ここで、本発明に用いる金属ケイ素粉末の製造方法としては、特に限定されるものではないが、珪石を還元して金属ケイ素としたものをボールミル等既存の破砕機や粉砕器にて粉砕したもの、半導体製造工程等より発生する金属ケイ素（ウエハー）や切削くず等を原料として微粉化したものなど、粉砕法により粉末化したもの、金属ケイ素を高温で溶融したものを気相法で微粒子化し、冷却、固化して球状粒子としたものなどの球形金属ケイ素粉末（ここで“球状”又は“球形”とは、個々の粒子表面に鋭く尖ったエッヂ部分がない、なめらかな形状であることを意味するもので、通常、長径／短径の比率（アスペクト比）が１．０〜１．４、好ましくは１．０〜１．２程度のものを示す。）等が挙げられ、金属ケイ素の結晶構造の単結晶、多結晶は任意である。微粒子化した金属ケイ素粉末の純度は、特に限定されるものではないが、熱伝導性付与の観点から５０質量％以上（即ち、５０〜１００質量％）が好適であり、より好ましくは８０質量％以上（８０〜１００質量％）、更に好ましくは９５質量％以上（９５〜１００質量％）であることが望ましい。純度の高い金属ケイ素粉末は表面の自然酸化膜に欠陥がなく、高温熱安定性が良好となる。
また、酸化膜を設けるためには、粉体流動層にて空気流動させながら、１００℃以上の加熱処理を１時間以上行うことが好ましい。
【００３３】
本発明に使用する（Ｂ）成分の金属ケイ素粉末や結晶性二酸化ケイ素粉末等の平均粒径は５０μｍ以下であり、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは１〜２５μｍ、特に２〜２５μｍであるものを使用する。平均粒径が１μｍ未満の粒子は、製造が困難であると共に、多量に配合するのが困難となる場合があり、５０μｍを超えるとゴム硬化物の機械的強度が損なわれる場合があるだけでなく、シートとしての表面性能に問題が生じるおそれがある。
【００３４】
なお、平均粒径は、レーザー光回折法等による粒度分布測定装置を用いて、累積重量平均値Ｄ50（又はメジアン径）などとして求めることができる。
【００３５】
また、（Ｂ）成分の金属ケイ素粉末は、シリコーンゴム組成物の熱安定性や粉体の配合性の向上を目的として、シラン系カップリング剤又はその部分加水分解物、アルキルアルコキシシラン又はその部分加水分解物、有機シラザン類、チタネート系カップリング剤、オルガノポリシロキサンオイル、加水分解性官能基含有オルガノポリシロキサン等により表面処理されたものであってもよい。これら処理は、無機粉体自体を予め処理しても、あるいは（Ａ）成分との混合時に処理を行ってもよい。
【００３６】
本発明における（Ｂ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０〜６００質量部で良いが、特に５〜４００質量部の範囲で使用することが好ましい。６００質量部より多いと配合が困難になる上、成形加工性が悪くなるとともに、シートの強度が弱くなる場合がある。
【００３７】
（Ｃ）成分：
本発明で使用する（Ｃ）成分であるカーボンブラック粉末は、シリコーンゴムシートの機械的強度、特に加熱時の機械的強度を向上させて耐熱性を向上させると共に、熱伝導性及び導電化することによる帯電防止性を付与するときに用いるものである。
【００３８】
カーボンブラックは、その製造方法により、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック等に分類され、また、通常、硫黄等の不純物を含むものが多い。本発明においては、水以外の揮発分が０．５質量％以下のものを使用することが好ましい。特にアセチレンブラックは不純物が少ないので好適である。
上記水以外の揮発分の測定方法は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２２１の“ゴム用カーボンブラック試験方法”に記載されている。具体的には、るつぼの中にカーボンブラックを規定量入れ、９５０℃で７分間加熱した後の揮発減量を測定する。
【００３９】
また、（Ｃ）成分のカーボンブラックの平均粒径は、１０〜３００ｎｍの範囲であることが好ましく、特に１５〜１００ｎｍの範囲であることが好ましい。また、ＢＥＴ比表面積は２０〜３００ｍ2／ｇであることが好ましく、特に、３０〜２００ｍ2／ｇであることが好ましい。カーボンブラックの形状は、粉体、針状いずれでも良い。
【００４０】
カーボンブラックの平均粒径については、電子顕微鏡を用いて撮影した写真から一次粒子径を測定し、求めた粒子径を算術平均する、いわゆる電子顕微鏡法による平均粒径である。なお、通常、カーボンブラックは一次粒子が凝集して二次粒子を形成しているが、ここで言う平均粒径はその二次粒子の平均粒径ではなく、一次粒子の平均粒径をいう。
【００４１】
本発明における（Ｃ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０〜８０質量部であり、特に５〜７５質量部の範囲で使用することが好ましい。８０質量部を超えると均一に配合することが困難になる上、得られる組成物の成形加工性が極めて悪くなる場合がある。
【００４２】
（Ｄ）成分：
本発明で使用する（Ｄ）成分であるＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である補強性シリカ粉末としては、親水性又は疎水性のヒュームドシリカ（乾式シリカ）や、沈降シリカ（湿式シリカ）、結晶性シリカ、石英などが挙げられ、これらは１種単独で用いることも２種以上を組み合わせて用いることもできる。ヒュームドシリカや沈降シリカは、補強性の点からＢＥＴ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上であることが好ましいが、通常は、５０〜８００ｍ2／ｇ、特に１００〜５００ｍ2／ｇ程度のものを使用するのが良い。比表面積が５０ｍ2／ｇ未満では、補強効果が十分得られない場合がある。
【００４３】
このようなシリカのうち、市販されている親水性のシリカとしては、Ａｅｒｏｓｉｌ１３０，２００，３００（日本アエロジル（株）又はＤｅｇｕｓｓａ社製の商品名）、ＣａｂｏｓｉｌＭＳ−５，ＭＳ−７（Ｃａｂｏｔ社製の商品名）、ＲｈｅｏｒｏｓｉｌＱＳ−１０２，１０３（トクヤマ（株）製の商品名）、ＮｉｐｓｉｌＬＰ（日本シリカ工業（株）製の商品名）等が挙げられる。また、疎水性シリカとしては、ＡｅｒｏｓｉｌＲ−８１２，Ｒ−８１２Ｓ，Ｒ−９７２，Ｒ−９７４（Ｄｅｇｕｓｓａ社製の商品名）、ＲｈｅｏｒｏｓｉｌＭＴ−１０（トクヤマ（株）製の商品名）、ＮｉｐｓｉｌＳＳシリーズ（日本シリカ工業（株）製の商品名）などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００４４】
本発明における（Ｄ）成分の配合量は、（Ａ）成分１００質量部に対して０〜５０質量部であるが、５〜３５質量部であることがより好ましく、特に１０〜３０質量部であることが好ましい。５０質量部より多くなると、シリコーンゴム組成物の可塑度が高くなりすぎて成形性が悪くなったり、硬化後のゴムが硬くなりすぎたりする場合がある。
【００４５】
（Ｅ）成分：
本発明で使用する（Ｅ）成分である硬化剤は、通常シリコーンゴムの硬化に使用されている公知のものの中から適宜選択して使用することができる。このような硬化剤としては、例えば、
ａ）ラジカル反応に使用されるジ−ｔ−ブチルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物；
ｂ）（Ａ）成分のオルガノポリシロキサンがアルケニル基を有する場合には、付加反応硬化剤として、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、白金、パラジウム等の白金族金属系触媒との組合わせ；等が例示される。本発明においては、反応を制御し易いこと、反応残渣が残らないことなどの理由から、ｂ）の付加反応硬化剤の方が好ましいが、必要に応じて両者を併用しても良い。
【００４６】
これらの硬化剤の添加量は、通常のシリコーンゴムの場合と同様にすればよいが、一般的には次の通りである。
硬化剤ａ）については、（Ａ）成分のオルガノポリシロキサン１００質量部当り、０．１〜２０質量部使用することが好ましい。
硬化剤ｂ）については、前記ケイ素原子に結合した水素原子を１分子中に２個以上含有するオルガノハイドロジェンシロキサンを、（Ａ）成分のアルケニル基１モル当り、該オルガノハイドロジェンシロキサンが有するケイ素原子に結合する水素原子が０．５〜５モルとなる量とすると共に、白金族金属系触媒の量が、（Ａ）成分に対して、金属分として０．１〜１，０００ｐｐｍ（質量基準）となる範囲が好ましい。
【００４７】
その他の成分：
本発明のシリコーンゴム組成物には、必要に応じて更に、酸化セリウム、ベンガラ、酸化チタン等の耐熱付与剤、クレイ、炭酸カルシウム、けいそう土、二酸化チタン等の充填剤、低分子シロキサンエステル、シラノール等の分散剤、シランカップリング剤、チタンカップリング剤等の接着付与剤、難燃性を付与させる白金族金属系化合物、ゴムコンパウンドのグリーン強度を上げるテトラフルオロポリエチレン粒子、ガラス繊維、アラミド繊維等の補強性繊維などを添加してもよい。
【００４８】
［調製・加工］
本発明に用いるシリコーンゴム組成物は、上述した各成分を、二本ロールミル、ニーダー、バンバリーミキサー、プラネタリーミキサー等の混合機を用いて混練りすればよいが、一般的には、硬化剤だけを使用する直前に添加すれば良いように、他の成分を予め混練しておくことが好ましい。
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートであるシリコーンゴムシートの成形方法としては、硬化剤までの全ての成分を配合したシリコーンゴム組成物を、カレンダーあるいは押出し機で所定の厚さに分出ししてから硬化させる方法、液状のシリコーンゴム組成物あるいはトルエン等の溶剤に溶解して液状化したシリコーンゴム組成物を、フィルム上にコーティングしてから硬化させる方法等が挙げられる。
【００４９】
［シリコーンゴムの特性］
シリコーンゴムシートの適度なクッション性を確保するため、シリコーンゴム組成物の硬化後の切断時の伸びと硬さは以下のような特徴を有することが好ましい。
２３℃の室温における切断時の伸びは、４０〜１，０００％が好ましく、６０〜３００％であることがより好ましい。特に好ましくは７０〜１５０％である。基本的には、接続部材の位置ズレを避けるために伸びは小さいほうが良いが、伸びが４０％未満ではシートの柔軟性に欠けるため、被圧着部に凹凸や段差があった場合に、その形状に追随できずに均一な圧力での圧着ができなくなるとともに、応力を分散することができなくなり、切れ易くなったり、シートに対して折り曲げ方向の力がかかった場合に、シートが破断したりするという問題が発生するおそれがある。
【００５０】
また、タイプＡデュロメーターで測定した２３℃の室温における硬さが、１０〜９０であることが好ましく、特に４０〜８５であることが好ましい。この硬さは、位置ずれ防止と共に、被圧着物の平面度、平坦度、或いは平行度の公差を補正して均一な圧力を伝達するためのクッション性を両立させるものである。
【００５１】
補強材
上記した太陽電池セル電極の接続用シートは、無機物及び／又は耐熱性樹脂からなるクロス及び／又は繊維で補強されていても良い。例えば、無機物からなる繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、ステンレス繊維などが、耐熱性樹脂からなる繊維としては、アラミド繊維、アミド繊維、テトラフルオロポリエチレンなどのフッ素樹脂繊維などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。補強の方法としては、これらの繊維をポリマー中に混練しても良いし、これらの繊維を編んでクロスとしたものを中間層あるいは片面に積層しても良く、これらの方法に限定されるものではない。繊維材で補強することにより、シートの面方向の伸びが抑制され、配線部材接続装置の加熱・加圧部材からの圧力を確実に導電性接着部材に伝えることができると共に、破れに対する耐性が格段に向上する。
【００５２】
また、本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、加熱・加圧時に、配線部材接続装置の加熱・加圧部材、配線部材、はみ出した導電性接着材料などと直接接触する。導電性接着材料としては、絶縁性樹脂と導電性粒子とを含有するものや、はんだが使用される。加熱・圧着時に使用される太陽電池セル電極の接続用シートは、３００℃以上の高温で使用される場合が多く、これら直接接触する部材に貼り付いて破れてしまうことがあるため、シート表面が直接接触する各種部材へ悪影響を与えずに、非接着性を有していることが好ましい。
【００５３】
太陽電池セル電極の接続用シートの熱伝導率
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートには、配線部材接続装置の加熱・加圧部材からの熱を導電性接着材料に伝える役割があるため、この観点からは、熱伝導率が高いほうが好ましい。２３℃の室温における熱伝導率は、０．３Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、さらに０．４Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましく、特には０．６Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。０．３Ｗ／ｍＫよりも低いと、導電性接着材料に熱が伝わり難いため、加熱・加圧部材の温度を上げなくてはならない。加熱・加圧部材の温度を上げるためには、配線部材接続装置への負担が重くなるし、本接続方式のコストメリットが無くなる場合がある。また、より高温の加熱・加圧部材が太陽電池セル電極の接続用シートに接触するため、シートの熱劣化が促進される場合がある。さらには、高温の加熱・加圧部材が半導体素子上の導電性電極膜に輻射熱を与えるため、太陽電池セルに問題を引き起こすこともある。一方、熱伝導率が５Ｗ／ｍＫを超えると熱伝導性粉末の配合が困難となると共に、シート強度が弱くなりすぎて使用に耐えなくなるため、５Ｗ／ｍＫ以下であることが好ましい。
【００５４】
積層品
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートは、本発明の太陽電池セル電極の接続用シートの中から、それぞれ異なる組成からなる２種以上のシート層を積層した構造とすることもできる。例えば、ポリイミドとシリコーンゴム、テトラフルオロポリエチレンとシリコーンゴム、ガラスクロスにテトラフルオロポリエチレンをコートしたものとシリコーンゴム、互いに組成の異なるシリコーンゴム２層以上、フッ素ゴムとシリコーンゴムなど、２層以上の積層シートとしても良いが、これらに限定されるものではない。また、無機物及び／又は耐熱性樹脂からなるクロス及び／又は繊維で補強したシートと補強していないシートを積層しても良いが、これらに限定されるものではない。積層することで、各種シートの利点を組み合わせることができる。
【００５５】
太陽電池セル電極の接続用シートの厚さ
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートの厚さは、０．０１〜１ｍｍであることが好ましい。その材質が耐熱性樹脂である場合には、０．０１〜０．５ｍｍであり、特に０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることが好ましい。厚さが０．０１ｍｍ未満では、強度が弱すぎて破れ易いとともに、取扱性が悪くなる場合がある。一方、０．５ｍｍを超えると熱の伝わり方が悪くなる場合がある。シートの材質がフッ素ゴム、シリコーンゴムの場合には、０．０５〜１ｍｍであり、特に０．１〜０．５ｍｍの範囲であることが好ましい。厚さが０．０５ｍｍ未満では、クッション性が十分でなく、均一な圧力伝達が不可能になる場合がある。一方、１ｍｍを超える厚さになると熱の伝わり方が悪くなる場合がある。
本発明の太陽電池セル電極の接続用シートの厚さが０．０１〜０．２ｍｍと薄い場合には、熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫより小さくても、必要とするシート厚さ方向の熱伝導性能が確保できることがあるため、必ずしも熱伝導率が０．３Ｗ／ｍＫ以上である必要はない。
【００５６】
接続方法
本発明の太陽電池セル電極の接続方法は、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを、導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続する工程において、配線部材接続装置の加熱及び加圧部材と配線部材との間に、本発明の太陽電池セル電極の接続用シートを介在させて加熱及び加圧するものである。
導電性接着材料は、例えば、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有したフィルム状又はペースト状のものを別に用意して、接続前に太陽電池セルの電力を取り出すための電極部材上に配置して使用しても良いし、予めこの材料を配線部材上に成形したものを使用しても良い。予め配線部材上に導電性接着材料を成形したものを使用する場合、接続工程を短縮できる。はんだめっきした配線部材を使用する場合には、めっきのはんだを導電性接着材料として使用して、別の導電性接着材料を設置せずに使用することができる。はんだめっきした配線部材を使用する場合には、別に絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有した導電性樹脂接着材料を用いて、はんだが溶融しない条件で接続しても良いし、はんだめっきのはんだと、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有した導電性接着材料との両者を導電性接着材料として機能させて、併用して接続しても良い。
【００５７】
本発明の接続方法は、最適化された本発明による太陽電池セル電極の接続用シートを加熱及び加圧部材と配線部材の間に介在させて使用することから、加熱・加圧部材全面を均一な温度・圧力で圧着できるとともに、はみ出した導電性接着材料と加熱及び加圧部材との貼り付きを防止したり、導電性接着材料が加熱及び加圧部材上に堆積することを防止したりすることが可能となる。また、加熱及び加圧部材は、通常、金属製の硬いものであるため、接続用シートは、圧着時の加熱及び加圧部材からの衝撃を和らげ、太陽電池セルの割れを防ぐ役割を担うこともできる。
【００５８】
本発明の太陽電池セル電極の接続条件は、太陽電池の種類と構造及びそれに合わせた導電性接着材料によって最適化されるが、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有した導電性樹脂接着材料を使用する場合の典型的な条件範囲としては、導電性樹脂接着材料の加熱温度は１３０〜２２０℃、そのときの加熱及び加圧部材の温度は２００〜４００℃、圧力は１〜５ＭＰａ、圧着時間は３〜３０秒であるが、この範囲に限定されるものではない。
【００５９】
太陽電池セルの電極と配線部材との接続は、個々の電極と配線部材との接続を、それぞれ別に行っても良いが、太陽電池セルからの電力を取り出すための表面電極と裏面電極が設けられたセルの場合には、表面電極及び配線部材と、裏面電極及び他の配線部材とを同時に加熱及び加圧する方法の方が、生産効率が向上するため好ましい。
【００６０】
太陽電池モジュール
本発明の太陽電池モジュールは、単一又は複数の太陽電池セルが配列され、互いに隣接する前記太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材が、本発明の太陽電池セル電極の接続方法によって接続されたものである。
【００６１】
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルの電力を取り出すための電極と配線部材とを、導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続する工程で、加熱及び加圧部材と配線部材の間に最適化された太陽電池セル電極の接続用シートを介在させて製造され、例えば、図２に示す構造を有する。ここで、図２ａは太陽電池セル接続の一例（太陽電池モジュールの一部分）を示す平面図、ｂは断面図、ｃは太陽電池セルの断面拡大図であり、１はシリコン基板、２は電極、３は導電性接着材料、４は配線部材を示し、１０は太陽電池セルを示す。
本発明においては、加熱・加圧部全面を均一な温度・圧力での圧着が可能となり、本発明により得られる太陽電池モジュールは、接点不良がなく、高品質で長期耐久性も良好なものとなる。特に、導電性接着材料として、絶縁性樹脂及び導電性粒子を含有したものを使用する場合には、反りや割れのない太陽電池セルとすることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。【００６３】
［実施例１〜３、参考例１〜３］
下記成分を表１に示す割合（質量部）で配合して太陽電池セル電極の接続用シートとした。
（Ａ）オルガノポリシロキサン：
（ａ−１）ジメチルシロキサン単位９９．８５モル％及びメチルビニルシロキサン単位０．１５モル％からなる、平均重合度が８，０００の、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたメチルビニルポリシロキサン
（ａ−２）ジメチルシロキサン単位９９．５モル％及びメチルビニルシロキサン単位０．５モル％からなる、平均重合度が８，０００の、分子鎖両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖されたメチルビニルポリシロキサン
（Ｂ）熱伝導性充填剤：
（ｂ−１）平均粒径が５μｍの金属ケイ素粉砕粉末（表面に強制酸化処理をしたもの）
（ｂ−２）平均粒径が４μｍの結晶性二酸化ケイ素粉砕粉末
（ｂ−３）平均粒径が４μｍの酸化アルミニウム粉砕粉末
（Ｃ）カーボンブラック粉末：
（ｃ−１）平均粒径が３５ｎｍ、水以外の揮発分が０．１０質量％、ＢＥＴ比表面積が６９ｍ2／ｇのアセチレンブラック
（Ｄ）補強性シリカ微粉末：
（ｄ−１）ＢＥＴ比表面積が３００ｍ2／ｇの補強性シリカ微粉末（商品名：Ａｅｒｏｓｉｌ３００、日本アエロジル（株）製）
（Ｅ）硬化剤：
（ｅ−１）塩化白金酸のビニルシロキサン錯体（白金含有量１質量％）
（ｅ−２）下記式（１）で表されるメチルハイドロジェンポリシロキサン
【化１】
0005644759.tif 000002
（ｅ−３）有機過酸化物：Ｃ−８（信越化学工業（株）製）
（ｅ−４）有機過酸化物：Ｃ−２３（信越化学工業（株）製）
その他の成分：
（ｆ−１）ジメチルジメトキシシラン
（ｇ−１）ＢＥＴ比表面積が１４０ｍ2／ｇの酸化セリウム粉末
（ｈ−１）エチニルシクロヘキサノール
【００６４】
組成物の調製及び成形
下記のように組成物を調製し、シート状に成形した。
（Ｄ）成分が配合される場合には、（Ａ）成分、（Ｄ）成分と（Ｄ）成分の表面処理剤として（ｆ−１）成分とイオン交換水を、ニーダーを用いて１７０℃で２時間加熱しながら配合・混練りして均一化した。（Ｄ）成分がゼロの場合には、この工程は行わない。
得られた混合物又は（Ａ）成分に対して、（Ｂ）成分、（Ｃ）成分と必要に応じて（ｇ−１）成分を加え、加圧ニーダーを用いて１５分間配合・混練りして均一化した。
更に、付加反応硬化タイプの場合には、（ｅ−１）成分、（ｈ−１）成分、（ｅ−２）成分を、順次二本ロールミルで混練りしながら上記の順序で添加し、硬化性シリコーンゴム組成物を調製した。ラジカル反応硬化タイプの場合には、（ｅ−３）又は（ｅ−４）成分を二本ロールミルで混練りして、硬化性シリコーンゴム組成物を調製した。
カレンダー成形機を用いて、得られた硬化性シリコーンゴム組成物を厚さ０．２５ｍｍに分出ししてから、厚さ１００μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム上に転写した。ＰＥＴフィルムとの積層品の状態のまま、付加反応硬化タイプの場合には１５０℃の、ラジカル反応硬化タイプの場合には１６０℃の加熱炉中を５分間通して、シート状のシリコーンゴム組成物を硬化させた。得られたシート状組成物からＰＥＴフィルムを剥離し、２００℃の乾燥機中で４時間熱処理して、厚さが０．２０〜０．４５ｍｍのシリコーンゴムシートを作製した。【００６５】
［シリコーンゴムシートの基本物性の評価］
硬さ、切断時伸びを、ＪＩＳ  Ｋ６２４９の規定に準拠して測定した。但し、硬さについては、タイプＡデュロメーターを用いて作製したシートを、厚さが６ｍｍ以上となるように重ねて測定した。切断時伸びは、ダンベル状２号形の試験片を使用して測定した。
また、熱伝導率はＡＳＴＭ  Ｅ  １５３０の規定に準拠して測定した。
結果を表１に示した。【００６６】
【表１】
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【００６７】
実施例１〜３、参考例１〜３で得られたシリコーンゴムシート及び下記実施例４、参考例４〜７、比較例２，３のシートにつき、太陽電池セルを用いて下記接続実験を行い、評価した。結果を表２に示す。
【００６８】
［参考例４］
厚さ１３０μｍの単層ＰＴＦＥフィルム：ニトフロンフィルム（日東電工（株）製商品名、融点３２７℃、熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫ）を用いた。
【００６９】
［参考例５］
厚さ４５μｍのガラスクロスで補強したＰＴＦＥフィルム：ニトフロン含浸ガラスクロス（日東電工（株）製商品名、融点３２７℃、熱伝導率０．３Ｗ／ｍＫ）を用いた。
【００７０】
［参考例６］
厚さ５０μｍのポリイミドフィルム：カプトン２００Ｈ（東レ・デュポン（株）製商品名、融点、ガラス転移温度なし、熱伝導率０．２Ｗ／ｍＫ）を用いた。
【００７１】
［実施例４］
参考例５の厚さ４５μｍのガラスクロスで補強したＰＴＦＥフィルムをＰＥＴフィルムの代わりに使用して、プラズマ処理したガラスクロスで補強したＰＴＦＥフィルム面上に実施例１の組成のシリコーンゴム層を加熱硬化させて積層し、シート総厚が０．２５ｍｍのガラスクロスで補強したＰＴＦＥフィルムとシリコーンゴム層を積層した２層構造の複合シートを作製した。
ガラスクロスで補強したＰＴＦＥフィルム側の面を太陽電池セル側として接続実験を行った。
【００７２】
［参考例７］
実施例１の組成の層を厚さ０．２５ｍｍで成形し、重ねて実施例３の組成の層を０．１ｍｍの厚さで積層して、シート総厚が０．３５ｍｍとなるようにしてシートを作製した。
実施例３の組成の層側を太陽電池セル側として接続実験を行った。
【００７３】
［比較例１］
シートを使用しないで接続実験を行った。【００７４】
［比較例２］
厚さ５０μｍのアルミ箔を使用した。【００７５】
［比較例３］
厚さ１３０μｍのガラスクロスを使用した。【００７６】
［接続実験］
電力取り出し用の電極として、幅２ｍｍの銀系バスバー集電電極が配線部材接続用の表面電極及び裏面電極として設けられた幅１５０ｍｍ×長さ１５０ｍｍ×厚さ１６０μｍのシリコン多結晶太陽電池セルを準備した。
配線部材として、幅２ｍｍ×厚さ１６０μｍの平角形の断面形状の帯状の銅箔線とその銅箔線にはんだめっきした帯状のはんだめっき銅箔線を準備した。
導電性接着材料として、エポキシ系絶縁接着剤に平均粒径６μｍの表面に金めっきしたニッケル粒子を配合した組成物を、幅２ｍｍ×厚さ４５μｍのフィルム状に成形したものを準備した。【００７７】
さらに、太陽電池セル電極の接続用シートとして表２に示す実施例１〜４、参考例１〜７及び比較例２，３のシートを準備し、上記シリコン多結晶太陽電池セルの表面電極及び裏面電極と配線部材との接続を行った。
また、比較例１として、シートを使用せずに接続を行った。
【００７８】
接続は、表面電極及び裏面電極の両面を同時に接続できる配線部材接続装置を使用し、図１に示したように、シリコン基板１上の電極２と配線部材４の間に上記導電性接着材料であるフィルム３を挟み、配線部材上に電極接続用シート５を配置して、その上から、装置の加熱及び加圧部材６で圧着した。圧着条件は、導電性接着材料が１９０℃となるように加熱及び加圧部材の設定温度を調節し、３ＭＰａで１０秒間とした。このとき、加熱及び加圧部材の表面温度は、いずれのシートを使用した場合、あるいはシートを使用しない場合でも３００℃を超えていた。【００７９】
［接続実験結果の評価項目］
（１）接続部の均一性の評価
太陽電池セルの全長：長さ１５０ｍｍ全部の接続部の断面を顕微鏡観察し、均一かつ不良部分がないかどうかを評価した。はんだめっき銅箔線を使用した。
（２）接続抵抗の合格率
一つの種類のシートに対して、１００枚の太陽電池セルの電極への配線部材の接続を行い、各電極と配線部材間の接続抵抗が使用可能レベルかどうかを確認し、合格率を評価した。銅箔線を使用した。
（３）セル割れの発生確率
一つの種類のシートに対して、１００枚の太陽電池セルの電極への配線部材の接続を行い、セル割れの発生確率を評価した。銅箔線を使用した。
（４）装置の加熱及び加圧部材表面の汚れ評価
一つの種類のシートに対して、１００枚の太陽電池セルの電極への配線部材の接続を行い、加熱及び加圧部材表面の汚れを評価した。はんだめっき銅箔線を使用した。
（５）太陽電池セル電極の接続用シートの各部材への非接着性評価
一つの種類のシートの同一箇所を繰り返して使用し、下記の各種部材とシートを直接接触させて接続動作をそれぞれ１０回繰り返し、各種部材への接着有無を評価した。
非接着性１：配線部材としての銅箔線
非接着性２：配線部材としてのはんだめっき銅箔線
非接着性３：セル表面の銀系バスバー集電電極
非接着性４：エポキシ系絶縁接着剤に平均粒径６μｍの表面に金めっきしたニッケル粒子を配合した導電性接着フィルム
（６）太陽電池セル電極の接続用シートの表面状態評価
一つの種類のシートの同一箇所を繰り返して使用し、１０枚の太陽電池セルの電極への配線部材の接続を行った。そのときのシートの表面キズや光沢などの状態を目視観察・評価した。銅箔線を使用した。【００８０】
【表２】
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【００８１】
実施例１〜４、参考例１〜７の本発明の太陽電池セル電極の接続用シートを使用して、太陽電池セルの電極と配線部材とを、導電性接着材料を介して加熱及び加圧して接続することで、被加熱・加圧部全面を均一な温度・圧力で圧着できることから接点不良がなく、確実な接続が可能となり、セルの割れの発生も抑えることができることがわかる。特に、最適化したシリコーンゴムシート又はその積層品は、シートの劣化も少なく、良好な耐久性を示した。
【符号の説明】
【００８２】
１  シリコン基板
２  電極
３  導電性接着材料
４  配線部材
５  電極接続用シート
６  加熱・加圧部材
１０  太陽電池セル
【図１】
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【図２】
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