(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池専用インターコネクタ材料において、熱安定性の高いＭｇＯ又はＭｇＯとＮｉＯをＡｇ中に分散せしめたことを特徴とするインターコネクターを有する太陽電池。
【請求項２】
太陽電池専用インターコネクタ材料において、母材はＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物からなり、これを溶解・鋳造後圧延し、目的の厚さに加工する途上で温度６５０〜８５０℃、時間２０〜８０ｈ、圧力３〜１０ａｔｍ、Ｏ２雰囲気中で内部酸化処理を施し、さらに、その材料を圧延し、目的の板厚とすることを特徴とするインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
【請求項３】
母材であるＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物の比率は、Ｍｇ−０．０２〜２．０重量％又はＭｇ−０．０１〜１．０重量％、Ｎｉ−０．０１〜１．０重量％、何れも残部Ａｇであることを特徴とする請求項２に記載のインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
【請求項４】
ＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物の酸化後の比率は、ＭｇＯ−０．０３〜３．３重量％又はＭｇＯ−０．０１〜１．６５重量％、ＮｉＯ−０．０２〜１．３重量％、何れも残部Ａｇであることを特徴とする請求項２又は３のいずれかに記載のインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、人工衛星に搭載使用される太陽電池専用インターコネクタを有する太陽電池に関し、熱安定性即ち熱による軟化がなく、インターコネクタとして機械的強度の高い材料を提供する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽電池専用のインターコネクタ材料として、Ａｇを主成分とした多くの合金材料が知られている。例えばＡｇと、Ｃａ、Ｉｎ、Ｂｅなどからなる材料が用いられているが、宇宙空間における予測を超えた過酷な環境下ではその熱エネルギーにより、多大な影響を受けて合金材料の軟化に始まりやがては機械的強度の変化を来し、コネクタとしての機能を失う結果となる。
【０００３】
そのことは、とりもなおさず太陽電池の機能消失につながり、所期の目的を達成することが不可能になることで、太陽電池専用のインターコネクタ材料の改善が急務となっている。
【０００４】
幾つかの従来例を示すと、まず、特公平７−８３１３２号に紹介されているものは、Ｃａを１０〜１０００ｐｐｍ含有するＡｇ合金からなるもの、次に特許第２７２７７２９号には、Ｂｅ、及びＬａ、Ｎｂ、Ｐｒ等の希土類元素、Ｉｎのうちの１種又は２種以上を１０〜７５０ｐｐｍ、残りがＡｇからなる合金、さらに、特許第２７２７７３０号には、Ｃａを１０〜１０００ｐｐｍ含有し、さらにＩｎ、Ｂｅ、及び希土類元素のうちの１種又は２種以上を１０〜７５０ｐｐｍを含有し、残りがＡｇからなるＡｇ合金箔材インターコネクタなどがある。
【０００５】
しかしながら、それら従来品は、前記した如く過酷な熱的影響をうけて、同様に材料が軟化し機械的強度が著しく低下し、使用に耐えないものとなるため、現在においてはそれらの改良品が市場に出るのを待望している。長期間にわたる熱サイクルを受ける場合、Ａｇは熱的に不安定であり、また、Ａｇ合金でも合金元素の種類によっては酸化物であっても変化が生ずるため材質が変化して所期の性能を維持できない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明においては前記、従来品の各問題点を改善すべく研究を重ねた結果、合金ベースとなるＡｇに添加する元素として、Ｍｇ、Ｎｉ金属酸化物の熱安定性が以外に高く、しかも、特定の組成物比のものが太陽電池専用インターコネクタ材料として可撓性を有し、変形加工性に富み熱による軟化もなく、かつ、機械的強度の高い点に着目し、人工衛星に搭載使用される太陽電池専用インターコネクタ材料としての開発を課題とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
１  太陽電池専用インターコネクタ材料において、熱安定性の高いＭｇＯ又はＭｇＯとＮｉＯをＡｇ中に分散せしめたことを特徴とするインターコネクターを有する太陽電池。
２  太陽電池専用インターコネクタ材料において、母材はＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物からなり、これを溶解・鋳造後圧延し、目的の厚さに加工する途上で温度６５０〜８５０℃、時間２０〜８０ｈ、圧力３〜１０ａｔｍ、Ｏ２雰囲気中で内部酸化処理を施し、さらに、その材料を圧延し、目的の板厚とすることを特徴とするインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
３  母材であるＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物の比率は、Ｍｇ−０．０２〜２．０重量％又はＭｇ−０．０１〜１．０重量％、Ｎｉ−０．０１〜１．０重量％、何れも残部Ａｇであることを特徴とする前項２に記載のインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
４  ＡｇＭｇ又はＡｇＭｇＮｉ組成物の酸化後の比率は、ＭｇＯ−０．０３〜３．３重量％又はＭｇＯ−０．０１〜１．６５重量％、ＮｉＯ−０．０２〜１．３重量％、何れも残部Ａｇであることを特徴とする前項２又は３のいずれかに記載のインターコネクターを有する太陽電池の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、請求項１に記載したように母材のＡｇＭｇＮｉ組成物中、Ｍｇ、Ｎｉを酸化物として用いることにより、インターコネクタの熱安定性を高めることを骨子としているが、この点、前記した従来例の発明は本発明と合金を形成する元素は異なり、熱安定性の高い酸化物に関する記載は何もない。しかも、請求項２に記載したように、その酸化処理を高温加圧の酸素雰囲気中で行う手段と相まって、Ｍｇ、Ｎｉを完全に内部酸化させることについても教示がない。本発明はＭｇ、Ｎｉを酸化物として用いることを特徴とするものである。
【０００９】
母材のＡｇＭｇＮｉ組成物を加工途上で内部酸化せしめる過程は、高温加圧下で酸素が浸透して内部のＭｇ及びＮｉと逐次酸化してゆくが、Ａｇそのものは酸化せず、むしろ酸素を通過させ中心部まで酸素を送り込む役割を果たしている。
内部酸化の条件としては、温度が６５０℃未満だと十分に内部酸化されず、８５０℃を超えると酸化物が大きく成長しすぎて特性が得られず、時間は２０ｈ未満だと十分に内部酸化されず８０時間を超えてもより以上の効果は得られず作業時間が長く生産効率が悪い。圧力については３ａｔｍ未満だと十分に内部酸化されず１０ａｔｍを超えると装置が大掛かりとなり設備上の難がある。よって、温度は６５０〜８５０℃、時間は２０〜８０ｈ、圧力３〜１０ａｔｍでの酸素雰囲気下となる。
【００１０】
請求項４に記載するＭｇＯの使用割合を０．０１〜１．６５重量％及びＮｉＯの使用割合を、０．０２〜１．３重量％とする理由は、ＭｇＯ及びＮｉＯも各々０．０１重量％、０．０２重量％未満では機械的強度の改善がみられず、また、各々１．６５重量％、１．３重量％を超えると硬くなり過ぎて加工が困難となるなるからである。そうするための銀合金母材は、請求項３に記載した各元素の割合となる。ＡｇＭｇの場合もＭｇＯが０．０３重量％〜３．３重量％の範囲であれば同様の効果を発揮する（実施例４）。
【００１１】
【実施例１】
次に、実施例により詳細に説明する。それらは表１に示す。
Ａｇ−Ｍｇ０．１０重量％−Ｎｉ０．１０重量％組成物を、溶解・鋳造して得たインゴットを、圧延し、目的の厚さになる途中で、温度７５０℃、時間５０ｈ、圧力５ａｔｍのＯ２雰囲気下で内部酸化処理を施した。その酸化物はＡｇ−ＭｇＯ０．１３重量％−ＮｉＯ０．１７重量％であった。それをさらに、圧延し目的の厚さ２５μｍ、幅１１５ｍｍのテープを得た。得られた材料は加工率９８％で、加工後の特性は、引張強さ５１０ＭＰａ、硬さ９５Ｈｖ、伸び１．０％、ヤング率３．４５×１０４ＭＰａ、比抵抗２．４０×１０−８Ωｍであった。
【００１２】
【実施例２〜４】
実施例２〜４についての組成物及び得られた材料の特性も別添の表１に記載した通りである。その他、加工条件、内部酸化条件は全て実施例１と同様に行った。
【００１３】
【発明の効果】
以上、詳記したように、従来知られていた太陽電池専用インターコネクタ材料に比して、本発明に係るＡｇ−ＭｇＯ−ＮｉＯを特定の割合で銀合金としたこと、しかも、特定の酸化処理方法との相乗作用により、製品として熱エネルギーに対する抵抗性、すなわち、熱による軟化がなく太陽電池としての寿命が長く、機械的強度の高いものが得られるという特別顕著な作用効果を奏する。