(57)【要約】  太陽電池モジュールの製造方法の手順は、光電変換部を形成し（Ｓ１０）、球状粉とフレークを溶剤に混合したペースト材を準備し（Ｓ１１）、光電変換部にペースト材を塗布し（Ｓ１２）、溶剤を蒸散させながら加熱し（Ｓ１３）、並行して導電性粒子が互いに融着してネットワークを形成（Ｓ１４）して、接続用電極を形成し（Ｓ１５）、接続用電極に接着剤を介して配線材を配置し（Ｓ１６）、加圧力で押し付け、所定温度で加熱する（Ｓ１７）。その後太陽電池モジュールとする残りの処理を行う（Ｓ１８）。ネットワークを形成する導電性粒子の融着率は、接続用電極形成の加熱温度、溶剤の蒸散速度、加熱速度、フレーク混合比で制御される。
2014020672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子を含むペースト材を用意し、
前記ペースト材を光電変換部の主面上に長手方向を有するように塗布し、
予め定めた所定温度で前記ペースト材を加熱して、前記長手方向に沿った前記光電変換部の端部における前記導電性粒子の融着率が、前記長手方向に沿った前記光電変換部の中央部における前記融着率よりも低くなるように前記導電性粒子を互いに融着させて接続用電極を形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記接続用電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱温度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記溶剤の蒸散速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記塗布される前記ペースト材の前記フレーク混合比が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項６】
光電変換部と、
光電変換部の主面上に長手方向を有して配置された接続用電極と、
を備え、
前記接続用電極は、互いに融着してネットワーク構造を構成する導電性粒子を含み、
前記ネットワーク構造は、前記長手方向に沿った前記光電変換部の端部における前記導電性粒子の融着率が、前記長手方向に沿った前記光電変換部の中央部における前記導電性粒子の融着率よりも低くなるように構成されている、太陽電池。
【請求項７】
光電変換部と、
光電変換部の主面上に長手方向を有して配置された接続用電極と、
を備え、
前記接続用電極は、互いに融着してネットワーク構造を構成する導電性粒子を含み、
前記ネットワーク構造は、前記接続用電極の剥離試験において、長手方向に沿った前記光電変換部の端部において凝集剥離を生じさせ、前記長手方向に沿った前記光電変換部の中央部において界面剥離を生じさせるように構成されている、太陽電池。
【請求項８】
請求項６または７に記載の太陽電池において、
前記接続用電極は樹脂を含む、太陽電池。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１に記載の太陽電池において、
前記導電性粒子は球状粉とフレークとを含み、
前記端部における前記球状粉に対する前記フレークの混合比は、前記中央部における前記混合比よりも大きい、太陽電池。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれか１に記載の太陽電池において、
前記光電変換部の主面上に形成された透明導電膜をさらに備え、
前記接続用電極は、前記透明導電膜上に配置されている、太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池の製造方法と、その方法によって形成された太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池の導体形成方法の一つとして、熱硬化型導電性ペーストを用いたものが知られている。この場合、熱硬化型導電性ペーストはスクリーン印刷等の手段で基体に塗布され、１００℃から３００℃程度の温度で熱処理されることにより、樹脂を硬化させ、導電性の電極が形成される。【０００３】
特許文献１には、導電性粒子と樹脂を含む熱硬化型導電ペーストにおいて、２種以上の導電性粒子を混合して用いてもよく、導電性粒子の形状としては、球状、フレーク状、樹枝状、繊維状など制限がないが、粉末粒子同士が接触しやすく、導電性の点で有利であると述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１５７４３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導電性粒子が互いに融着してネットワーク構造を形成した接続用電極を有する太陽電池において、配線用電極における導電性の向上と融着により生じる応力とのバランスを図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る太陽電池の製造方法は、導電性粒子を含むペースト材を用意し、ペースト材を光電変換部の主面上に長手方向を有するように塗布し、予め定めた所定温度でペースト材を加熱して、長手方向に沿った光電変換部の端部における導電性粒子の融着率が、長手方向に沿った光電変換部の中央部における融着率よりも低くなるように導電性粒子を互いに融着させて接続用電極を形成する。【０００７】
本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の主面上に長手方向を有して配置された接続用電極と、を備え、接続用電極は、互いに融着してネットワーク構造を構成する導電性粒子を含み、ネットワーク構造は、長手方向に沿った光電変換部の端部における導電性粒子の融着率が、長手方向に沿った光電変換部の中央部における導電性粒子の融着率よりも低くなるように構成されている。【０００８】
本発明に係る太陽電池は、光電変換部と、光電変換部の主面上に長手方向を有して配置された接続用電極と、を備え、接続用電極は、互いに融着してネットワーク構造を構成する導電性粒子を含み、ネットワーク構造は、接続用電極の剥離試験において、長手方向に沿った光電変換部の端部において凝集剥離を生じさせ、長手方向に沿った光電変換部の中央部において界面剥離を生じさせるように構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
電極の部位によって導電性粒子の融着率を異ならせることで、導電性の向上と融着により生じる応力のバランスを適切なものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図２】図１において、加熱によりネットワーク構造となる導電ペーストにより太陽電池の接続用電極を形成する処理を示す図である。
【図３】図１において、配線材を配置する処理を示す図である。
【図４】図１において、圧着ツールをセットし、所定の加圧力で押し付け、所定温度で加熱する処理を示す図である。
【図５】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法において、加熱温度と融着率の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池位置と溶剤蒸散速度の関係を示す図である。
【図７】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池位置の端部の溶剤蒸散速度を低くする方法を示す図である。
【図８】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池位置と加熱速度の関係を示す図である。
【図９】本発明の実施形態の太陽電池モジュールの製造方法において、太陽電池位置とフレーク混合比の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態の太陽電池において、太陽電池位置によってフレーク混合比が異なることを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる温度、加圧力、寸法等は説明のための例示であって、太陽電池モジュールの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において一または対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１は、太陽電池モジュールの製造方法の手順を示すフローチャートである。図２から図４は、このフローチャートにおける各手順を説明する図である。
【００１３】
太陽電池モジュールは、太陽電池を配線材で接続したものであるので、太陽電池モジュールを製造するには、太陽電池を準備する。太陽電池の準備のためには、まず光電変換部１１を形成する（Ｓ１０）。
【００１４】
図２は、太陽電池１０を示す図で、図２（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。太陽電池１０は、太陽光等の光を受光することで正孔および電子の光生成キャリアを生成する光電変換部１１を備える。太陽電池１０は、主面として、太陽電池１０の外部からの光が主に入射する面である受光面と、受光面と反対側の面である裏面とを有するが、図２の平面図では受光面が示されている。
【００１５】
光電変換部１１は、例えば、結晶性シリコン（ｃ−Ｓｉ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、インジウム燐（ＩｎＰ）等の半導体材料の基板を有する。光電変換部１１の構造は、広義のｐｎ接合である。例えば、ｎ型単結晶シリコン基板と非晶質シリコンのヘテロ接合を用いることができる。この場合、受光面側の基板上に、ｉ型非晶質シリコン層と、ボロン（Ｂ）等がドープされたｐ型非晶質シリコン層と、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）の透光性導電酸化物で構成される透明導電膜（ＴＣＯ）１２を積層し、基板の裏面側に、ｉ型非晶質シリコン層と、燐（Ｐ）等がドープされたｎ型非晶質シリコン層と、透明導電膜１３を積層する構造とできる。
【００１６】
光電変換部１１は、太陽光等の光を電気に変換する機能を有すれば、これ以外の構造であってもよい。例えば、ｐ型多結晶シリコン基板と、その受光面側に形成されたｎ型拡散層と、その裏面側に形成されたアルミニウム金属膜とを備える構造であってもよい。
【００１７】
図１に戻り、光電変換部１１が形成されると、太陽電池１０の受光面に受光面側の接続用電極２０が形成される。接続用電極２０の形成は、いくつかの処理手順によって行われる。
【００１８】
まず、導電性ペーストを準備する。導電ペーストは、溶剤を用いて導電性粒子を樹脂に混入させたものである。導電ペーストとしては様々な種類があり、用途に応じて使い分けることができる。例えば、バインダ樹脂中に銀（Ａｇ）等の導電性粒子が分散された導電性ペーストを用いることができる。ここでは、導電性を向上させたものとして、加熱によりネットワーク構造となる焼結型導電ペーストを用いる。
【００１９】
ネットワーク構造は、導電性粒子が互いに融着した構造である。例えば、導電性粒子を含む導電性ペーストを加熱することで、導電性粒子を互いに融着させてネットワーク構造を形成することができる。導電性粒子が互いに融着している程度の指標としての融着率Ｍ（％）を用いることができる。融着率Ｍは、例えば、顕微鏡下で導電性粒子を観察して、視野の中の導電性粒子の総数をＮとし、隣接する導電性粒子と融着している導電性粒子の数をｎとして、融着率Ｍ＝（ｎ／Ｎ）×１００％とすることができる。ネットワーク構造と呼ぶためにはある程度の融着率Ｍが必要である。以下では融着率Ｍが５０％以上の構造をネットワーク構造と呼ぶことにして説明を続ける。
【００２０】
そこで、加熱によりネットワーク構造を形成するために、球状粉２１とフレーク２２とを予め定めた割合で混合し、溶剤を用いてエポキシ樹脂等の樹脂と混ぜ合わせたペースト材を準備する（Ｓ１１）。
【００２１】
球状粉２１は、ほぼ球状の導電性の粒子である。フレーク２２は、粉末粒子の長径と厚さの比が（長径／厚さ）≧１０であり、平均粒子径が約２〜５μｍ以上の導電性粒子のことをいう。フレーク２２は、例えば、球状粉２１を押しつぶして扁平な形状とすることで得ることができる。球状粉２１とフレーク２２の混合比を示すものとして、導電性粒子の全質量に対するフレーク２２の質量の比であるフレーク混合比ＦＲを用いることができる。球状粉２１をそのまま押しつぶしてフレーク２２とするときは、１つの球状粉２１の質量と１つのフレーク２２の質量はほぼ同じであるので、フレーク混合比ＦＲは、導電性粒子の総数に対するフレーク２２の数の比とほぼ同じである。
【００２２】
次に、光電変換部１１の上の透明導電膜１２の表面の所定の箇所に導電ペーストを塗布する（Ｓ１２）。所定の箇所に導電ペーストを塗布するのは、スクリーン印刷によって行われる。
【００２３】
透明導電膜１２の上に導電ペーストが塗布されると、加熱が行われる。加熱は、所定の加熱速度ｄθ（℃／ｓ）で昇温し、目標の所定加熱温度θ（℃）に到達したら、所定の加熱時間の間そのθで維持することで行われる。この加熱によって溶剤が蒸散する（Ｓ１３）。溶剤蒸散速度Ｖ（ｍ3／ｓ）は、加熱速度ｄθ、加熱温度θ、加熱時間等によって制御される。
【００２４】
溶剤の蒸散と並行して、加熱によって導電性粒子が互いに融着してネットワーク構造を形成する（Ｓ１４）。すなわち、球状粉２１とフレーク２２の混合物を加熱すると、球状粉２１が互いに融着して、ネットワーク構造を形成する。融着率Ｍは、加熱温度θが高く、加熱時間が長いほど、高い値となる。
【００２５】
このようにして、受光面側の接続用電極２０が形成される。なお、太陽電池１０の受光面に光生成キャリアを集電するために設けられる受光面電極としては、接続用電極２０として働くバスバー電極の他に、フィンガ電極が配置される。図２では、フィンガ電極の図示を省略した。
【００２６】
フィンガ電極は、受光面の全体から集電するが、遮光性を少なくするように、細線化した細線電極である。フィンガ電極とバスバー電極は、互いに直交して配置されて電気的に接続される。フィンガ電極の幅としては３０μｍから１５０μｍ程度が好ましく、厚さは１０μｍから８０μｍ程度が好ましい。隣接するフィンガ電極の間隔は、０．５ｍｍから３ｍｍ程度が好ましい。接続用電極２０であるバスバー電極の幅としては５０μｍから３ｍｍ程度が好ましく、厚さは１０μｍから１６０μｍ程度が好ましい。
【００２７】
太陽電池１０の裏面においても、受光面側の接続用電極２０と同様に、球状粉とフレークを含み、加熱によりネットワーク構造となる焼結型導電ペーストを用いて、光電変換部１１の裏面側の透明導電膜１３の表面に裏面側の接続用電極２３が形成される（Ｓ１５）。図２（ｂ）には、球状粉２１とフレーク２２を含み、加熱によりネットワーク構造となる焼結型導電ペーストを用いて形成された接続用電極２０，２３が示されている。
【００２８】
再び図１に戻り、次に、配線材の配置が行われる。配線材の配置は、太陽電池１０の受光面側の接続用電極２０に接着剤２４を介して配線材２５を配置し、同様に、太陽電池１０の裏面側の接続用電極２３に接着剤２６を介して配線材２７を配置し、互いに分離しないように、軽く押え、適当な温度に加熱して行われる（Ｓ１６）。
【００２９】
図３は、接続用電極２０，２３に対し接着剤２４，２６を介して配線材２５，２７の配置が行われた状態の太陽電池モジュールを示す図で、図３（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。なお、図３（ａ）には、配線材２５の端部と中央部の区別が示されているが、その詳細については後述する。
【００３０】
配線材２５，２７は、銅等の金属導電性材料で構成される薄板である。薄板に代えて撚り線状のものを用いることもできる。導電性材料としては、銅の他に、銀、アルミニウム、ニッケル、錫、金、あるいはこれらの合金を用いることができる。配線材２５は、太陽電池１０の受光面側の接続用電極２０の配置方向に沿って、接続用電極２０を覆うように配置されることが好ましく、配線材２５の幅は、接続用電極２０の幅と同じか、やや太めに設定するとよい。同様に、裏面側の配線材２７の幅は、裏面側の接続用電極２３の幅と同じか、やや太めに設定するとよい。
【００３１】
接着剤２４は、受光面側の接続用電極２０と配線材２５との間に配置され、接続用電極２０と配線材２５とを電気的に接続し、太陽電池１０の受光面側と配線材２５とを機械的に固定するために用いられる。同様に、接着剤２６は、裏面側の接続用電極２３と配線材２７との間に配置され、接続用電極２３と配線材２７とを電気的に接続し、太陽電池１０の裏面側と配線材２７とを機械的に固定するために用いられる。
【００３２】
接着剤２４，２６としては、アクリル系、柔軟性の高いポリウレタン系、あるいはエポキシ系等の熱硬化性樹脂接着剤を用いることができる。接着剤２４，２６の硬化温度θHは、太陽電池１０の耐熱性等から、約１３０℃〜３００℃の間で選定される。
【００３３】
接着剤２４，２６には、導電性粒子が含まれる。導電性粒子としては、ニッケル、銀、金コート付ニッケル、錫メッキ付銅等を用いることができる。接着剤２４，２６として、導電性粒子を含まない絶縁性の樹脂接着剤を用いることもできる。この場合には、配線材２５，２７または接続用電極２０，２３の互いに対向する面のいずれか一方または双方を凹凸化して、配線材２５と接続用電極２０の間、配線材２７と接続用電極２３の間から樹脂を適当に排除して電気的接続を取るようにする。受光面側は、配線材２５と接続用電極２０の向かい合う面の間の接着力と、太陽電池１０の受光面と配線材２５の側面に形成される樹脂のフィレットによる接着力によって接着される。同様に、裏面側においても、配線材２７と接続用電極２３の向かい合う面の間の接着力と、太陽電池１０の受光面と配線材２７の側面に形成される樹脂のフィレットによる接着力によって接着される。
【００３４】
再び図1に戻り、配線材の配置処理が終わると、次に、圧着処理が行われる。圧着処理は、配線材２５，２７が配置された太陽電池１０に対し、圧着ツールを所定の加圧力で押し付け、接着剤２４，２６を所定温度に加熱して硬化させる処理である（Ｓ１７）。
【００３５】
図４は、圧着ツールを用いて圧着処理が行われる様子を示す図である。圧着ツールは、下ツール３０と、下ツール３０に対し相対的に昇降する上ツール３１を含み、下ツール３０に対し上ツール３１を下降させて、下ツール３０と上ツール３１の間に配置された仮止め状態の太陽電池に所定の加圧力Ｐを印加する装置である。また、下ツール３０と上ツール３１にはそれぞれ加熱部３２，３３が配置され、仮止め状態の太陽電池が所定の加熱温度で加熱される。加熱部３２，３３としては、抵抗線ヒータ、加熱ランプ、加熱風供給装置等を用いることができる。このように、圧着ツールは、加圧加熱装置である。
【００３６】
圧着処理における加熱温度は、接着剤２４，２６の硬化温度以上に設定する。圧着処理における加熱温度は、圧着処理のサイクルタイムで定まる加熱時間が短いほど高温に設定される。例えば、加熱時間を十分長く取れるときは、圧着処理における加熱温度を硬化温度とできるが、加熱時間が数秒のときは、硬化温度よりも高い温度とする。加圧力Ｐとしては０．１ＭＰａ〜０．２ＭＰａとすることがよい。
【００３７】
再び図１に戻り、圧着処理が終了すると、太陽電池モジュールとするための残りの処理が行われる（Ｓ１８）。ここでは、受光面側の保護部材と、裏面側の保護部材の間に、圧着処理が終わった太陽電池モジュールを位置決めし、受光面側の保護部材と、裏面側の保護部材の間に充填材を配置する。受光面側の保護部材および裏面側の保護部材の端部には、フレームが配置される。
【００３８】
受光面側の保護部材としては、透明な板体、フィルムが用いられる。例えば、ガラス板、樹脂板、樹脂フィルム等の透光性を有する部材を用いることができる。裏面側の保護部材は、受光面側の保護部材と同じものを用いることができる。裏面側からの受光を必要としない構造の太陽電池モジュールの場合は、裏面側の保護部材として、不透明な板体やフィルムを用いることができる。例えば、アルミ箔を内部に有する樹脂フィルム等の積層フィルムを用いることができる。充填材は、ＥＶＡ、ＥＥＡ、ＰＶＢ、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等を用いることができる。
【００３９】
このようにして、加熱により導電性粒子が互いに融着してネットワーク構造を形成した接続用電極を用いた太陽電池が形成され、その太陽電池に配線材を接続配置して太陽電池モジュールが製造される。接続用電極におけるネットワーク構造は、導電性粒子が互いに融着したものであるので、導電性粒子の融着率Ｍが高いほど導電率が向上する。一方で、融着率Ｍが高いほど、導電性粒子同士の結合力が強くなり、接続用電極と太陽電池との間に発生する応力や、接続用電極と配線材との間に発生する応力が大きくなる。この融着により生じる応力が過大になると、接続用電極と太陽電池との間の界面や接続用電極と配線材との間の界面で剥離が生じ得る。したがって、導電性の向上と融着により生じる応力のバランスを図るために、融着率Ｍを適切に制御することが必要である。
【００４０】
そこで、接続用電極２０，２３における導電性粒子の融着率Ｍの制御について、図５以下を用いて詳細に説明する。ここでは、融着により生じる応力が過大になると、接続用電極と太陽電池との間の界面や接続用電極と配線材との間の界面で剥離が生じ得ることに着目し、特に、太陽電池と配線材との接続にとって重要な個所である太陽電池の端部において剥離を生じさせないようにする。そのために、太陽電池の端部における融着率を、太陽電池の中央部における融着率よりも低くする制御を行う。
【００４１】
ここで、太陽電池の中央部では、導電率の向上を図るため、融着率Ｍとして５０％以上を確保することがよい。端部では、剥離抑制のために中央部に比較して融着率Ｍを低くするが、導電率を確保することが必要な場合には、融着率Ｍを５０％以下とならないようにすることがよい。導電率を犠牲にして剥離抑制を優先する場合には、ネットワーク構造の目安からは外れるが、融着率Ｍを５０％以下としてもよい。
【００４２】
図２に示すように、透明導電膜１２上に接続用電極２０を形成した太陽電池１０を用いて剥離試験を行った。この試験においては、中央部では融着率Ｍを５０％以上とし、端部では中央部よりも融着率Ｍを低くした接続電極２０を有する太陽電池１０を用いた。剥離試験は、カッターを接続用電極２０に対して垂直方向に一定の力を加え、その状態でカッターを接続用電極２０に対して水平方向に動かすことによって行った。この結果、接続用電極２０の剥離モードは、中央部と端部とで異なるものとなった。すなわち、中央部において、接続用電極２０は、透明導電膜２０から界面剥離した。一方、端部においては、接続用電極２０はその内部で凝集剥離した。
【００４３】
ここで、太陽電池の端部について説明する。図３で端部と中央部の位置関係を示したが、端部は、配線材２５，２７の長手方向において、太陽電池１０の端面側の領域である。端部の領域は、太陽電池１０の光生成キャリアの集電に対する寄与を考慮して定めることができる。例えば、フィンガ電極の総本数に対し、太陽電池１０の端面から数えて予め定めた本数となる領域を端部とすることができる。あるいは、太陽電池１０の端面から内側に予め定めた幅の領域とすることができる。一例として、太陽電池１０の端面から内側に約２０ｍｍを端部とすることができる。この数字は一例であって、太陽電池１０の仕様に応じて変更できる。
【００４４】
太陽電池の端部における融着率を、太陽電池の中央部における融着率よりも低くする制御の１つは、図１のＳ１３，Ｓ１４で説明した接続用電極２０の形成のための加熱温度θを端部と中央部で異ならせることである。加熱温度θは、端部を中央部に比較して低温にする。端部と中央部との間の温度変化は、中央部から端部に向かって連続的に低温とすることがよい。連続的に低温にする程度は、これによる融着率Ｍの低下を見ながら実験的に定めることがよい。実験結果によって、例えば、端部に向かって温度を直線的に低下するようにしてもよく、曲線的に低下するようにしてもよい。
【００４５】
図５はその様子を示す図である。これらの図において、横軸は配線材の長手方向に沿った太陽電池位置である。図５（ａ）の縦軸は加熱温度θで、太陽電池の中央部ではθ＝θ0の一定値に設定され、端部では、太陽電池の端面側に向かってθ0から徐々に低くなるように加熱温度θが設定される。θ0の例としては約２００℃である。端部では、約１５０℃程度の低温とすることができる。
【００４６】
図５（ｂ）の縦軸は、融着率Ｍで、加熱温度θの設定に対応して、太陽電池の中央部ではＭ＝Ｍ0の一定値であるが、端部では、融着率Ｍが太陽電池の端面側に向かってＭ0から徐々に低くなる。
【００４７】
このように、接続用電極の形成のための加熱温度θを制御することで、太陽電池の端部における融着率を中央部の融着率より低くする。これによって、太陽電池の端部において、接続用電極形成の融着によって生じる応力を低減でき、その応力によって発生し得る剥離を抑制できる。
【００４８】
融着率制御として、図１のＳ１３で説明した溶剤蒸散速度Ｖを端部と中央部で異ならせる方法を用いることができる。溶剤蒸散速度Ｖは、端部を中央部に比較して低速にする。端部と中央部との間の溶剤蒸散速度Ｖの変化は、中央部から端部に向かって連続的に低速とすることがよい。連続的に低速にする程度は、これによる融着率Ｍの低下を見ながら実験的に定めることがよい。実験結果によって、例えば、端部に向かって溶剤蒸散速度Ｖを直線的に低下するようにしてもよく、曲線的に低下するようにしてもよい。
【００４９】
図６はその様子を示す図である。横軸は配線材の長手方向に沿った太陽電池位置で、縦軸は溶剤蒸散速度Ｖである。図６に示されるように、溶剤蒸散速度Ｖは、太陽電池の中央部ではＶ＝Ｖ0の一定値に設定され、端部では、太陽電池の端面側に向かってＶ0から徐々に低くなるように溶剤蒸散速度Ｖが設定される。
【００５０】
図７は、接続用電極２０，２３の端部を覆い、中央部を露出する治具３４を用いて、溶剤蒸散速度Ｖを接続用電極２０，２３の端部で低くする例を示す図である。白抜き矢印３５は、加熱雰囲気や換気雰囲気を示す。
【００５１】
治具３４は接続用電極２０，２３の中央部を覆っていないので、中央部は、加熱温度が高く、換気も十分となり、溶剤蒸散速度Ｖが高いＶ0となる。接続用電極２０，２３の端部は治具３４で覆われているので、加熱雰囲気からの加熱が妨げられ、加熱温度が低くなり、また、換気も適切な状態から比較して弱い状態であるので、溶剤蒸散速度Ｖは端面側に向かってＶ0よりも次第に小さな値となる。このようにして、太陽電池位置に応じた溶剤蒸散速度Ｖの制御を行うことができる。
【００５２】
融着率制御として、図１のＳ１４で説明した接続用電極の形成のための加熱速度ｄθを端部と中央部で異ならせる方法を用いることができる。加熱速度ｄθは、端部を中央部に比較して低い値にする。端部と中央部との間の加熱速度ｄθの変化は、中央部から端部に向かって連続的に低くなるようにすることがよい。連続的に低くする程度は、これによる融着率Ｍの低下を見ながら実験的に定めることがよい。実験結果によって、例えば、端部に向かって加熱速度ｄθを直線的に低下するようにしてもよく、曲線的に低下するようにしてもよい。
【００５３】
図８はその様子を示す図である。横軸は配線材の長手方向に沿った太陽電池位置で、縦軸は加熱速度ｄθである。図８に示されるように、加熱速度ｄθは、太陽電池の中央部ではｄθ＝ｄθ0の一定値に設定され、端部では、太陽電池の端面側に向かってｄθ0から徐々に低くなるように加熱速度ｄθが設定される。
【００５４】
融着率制御として、図１のＳ１１で説明したフレーク混合比ＦＲを端部と中央部で異ならせる方法を用いることができる。フレーク混合比ＦＲは、端部を中央部に比較して高い値にする。端部と中央部との間のフレーク混合比ＦＲの変化は、中央部から端部に向かって連続的に高くなるようにすることがよい。連続的に高くする程度は、これによる融着率Ｍの低下を見ながら実験的に定めることがよい。実験結果によって、例えば、端部に向かってフレーク混合比ＦＲを直線的に高くするようにしてもよく、曲線的に高くするようにしてもよい。
【００５５】
図９はその様子を示す図である。横軸は配線材の長手方向に沿った太陽電池位置で、縦軸はフレーク混合比ＦＲである。図９に示されるように、フレーク混合比ＦＲは、太陽電池の中央部ではＦＲ＝ＦＲ0の一定値に設定され、端部では、太陽電池の端面側に向かってＦＲ0から徐々に高くなるようにフレーク混合比ＦＲが設定される。
【００５６】
フレーク２２はネットワーク構造を分断する作用を有するので、融着によって生じる応力を緩和する働きを有する。フレーク混合比ＦＲが高いほど、導電率の向上が犠牲になるが、融着によって生じる応力をより緩和する。
【００５７】
図１０は、接続用電極２０，２３の長手方向に沿った太陽電池の断面図である。ここでは、フレーク混合比ＦＲの相違を、溶融凝集した接続用電極２０，２３の断面図におけるフレーク２２の単位面積当たりの数の相違で示した。端部の断面図におけるフレーク２２の単位面積当たりの数は、中央部の断面図におけるフレーク２２の単位面積当たりの数よりも多い。
【００５８】
フレーク混合比ＦＲを太陽電池の端部と中央部で異ならせるには、導電ペーストとして、標準のフレーク混合比ＦＲを有する導電ペーストと、標準よりは高いフレーク混合比ＦＲを有する導電ペーストの少なくとも２種類を予め準備する。そして、中央部に標準のフレーク混合比ＦＲを有する導電ペーストを塗布し、端部に標準よりは高いフレーク混合比ＦＲを有する導電ペーストを塗布する。このようにして、太陽電池位置に応じたフレーク混合比ＦＲの制御を行うことができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０  太陽電池、１１  光電変換部、１２，１３  透明導電膜、２０，２３  接続用電極、２１  球状粉、２２  フレーク、２４，２６  接着剤、２５，２７  配線材、３０  下ツール、３１  上ツール、３２，３３  加熱部、３４  治具。
【図１】
2014020672.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月11日(2015.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子と樹脂と溶剤とを含むペースト材を用意し、前記ペースト材を光電変換部の主面上に長手方向を有するように塗布し、所定温度で前記ペースト材を加熱して接続用電極を形成する、工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記接続用電極の長手方向端部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度を高くし、前記接続用電極の長手方向中央部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度を低くする、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記接続用電極の長手方向端部における導電性粒子の融着率を、前記接続用電極の長手方向中央部における導電性粒子の融着率よりも低くする、太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の太陽電池の製造方法において、
前記接続用電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱温度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記溶剤の蒸散速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項６】
請求項２に記載の太陽電池の製造方法において、
前記導電性粒子は球状粉とフレークとからなり、
前記端部における前記球状粉に対する前記フレークの混合比が、前記中央部における前記混合比よりも大きくなるように形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項７】
光電変換部と、
前記光電変換部上に形成され、互いに融着する複数の導電性粒子と樹脂とを含む接続用電極と、
を備える太陽電池であって、
前記接続用電極は、長辺と短辺とを有する矩形形状であって、
前記接続用電極の長手方向端部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が高く、前記接続用電極の長手方向中央部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が低い、太陽電池。
【請求項８】
請求項７に記載の太陽電池であって、
前記接続用電極の長手方向端部における前記導電性粒子の融着率が、前記接続用電極の長手方向中央部における前記導電性粒子の融着率よりも低い、太陽電池。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の太陽電池であって、
前記接続用電極の剥離試験において、前記接続用電極の前記長手方向端部において凝集剥離が生じ、前記長手方向中央部において界面剥離が生じる、太陽電池。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の太陽電池であって、
前記導電性粒子は球状粉とフレークとを含み、
前記端部における前記球状粉に対する前記フレークの混合比は、前記中央部における前記混合比よりも大きい、太陽電池。
【手続補正書】
【提出日】平成28年2月12日(2016.2.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性粒子と樹脂と溶剤とを含むペースト材を用意し、前記ペースト材を光電変換部の主面上に長手方向を有するように塗布し、所定温度で前記ペースト材を加熱して接続用電極を形成する、工程を含む太陽電池の製造方法であって、
前記接続用電極の長手方向端部における導電性粒子の融着率が、前記接続用電極の長手方向中央部における導電性粒子の融着率よりも低く、
前記接続用電極の長手方向端部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が高く、前記接続用電極の長手方向中央部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が低くなるように前記接続用電極を形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記接続用電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱温度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記ペースト材の加熱速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の太陽電池の製造方法において、
前記電極の平面的配置の部位によって前記溶剤の蒸散速度が異なる、太陽電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の太陽電池の製造方法において、
前記導電性粒子は球状粉とフレークとからなり、
前記端部における前記球状粉に対する前記フレークの混合比が、前記中央部における前記混合比よりも大きくなるように形成する、太陽電池の製造方法。
【請求項６】
光電変換部と、
前記光電変換部上に形成され、互いに融着する複数の導電性粒子と樹脂とを含む接続用
電極と、
を備える太陽電池であって、
前記接続用電極は、長辺と短辺とを有する矩形形状であって、
前記接続用電極の長手方向端部における前記導電性粒子の融着率が、前記接続用電極の長手方向中央部における前記導電性粒子の融着率よりも低く、
前記接続用電極の長手方向端部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が高く、前記接続用電極の長手方向中央部において、前記接続用電極の凝集剥離の強度よりも前記接続用電極と前記光電変換部との界面剥離の強度が低い、太陽電池。
【請求項７】
請求項６に記載の太陽電池であって、
前記接続用電極の剥離試験において、前記接続用電極の前記長手方向端部において凝集剥離が生じ、前記長手方向中央部において界面剥離が生じる、太陽電池。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の太陽電池であって、
前記導電性粒子は球状粉とフレークとを含み、
前記端部における前記球状粉に対する前記フレークの混合比は、前記中央部における前記混合比よりも大きい、太陽電池。
【国際調査報告】
2014020672.tif 000013
2014020672.tif 000014