(57)【要約】【課題】鉛フリーはんだの濡れ性を向上させて、鉛フリーはんだによる電極のコーティング厚みが薄く、インターコネクターの剥離が抑制された信頼性の高い太陽電池、ストリングまたはモジュール等を提供する。【解決手段】太陽電池は、銀電極５，６をコーティングする鉛を含まない鉛フリーはんだ層７にリンが含まれていることを特徴とする。鉛フリーはんだのリンの含有量は０．００００１〜０．５質量％が好ましい。また、銀電極５，６は、銀ペーストを焼成することによって形成される銀ペースト電極であることが好ましい。また、ストリングは、かかる太陽電池を上記鉛フリーはんだでコーティングされたインターコネクターで配線してあり、モジュールはかかるストリングが組み込まれている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた電極を有する太陽電池であって、該鉛フリーはんだにはリンが含まれていることを特徴とする太陽電池。
【請求項２】
鉛を含まない鉛フリーはんだのリンの含有量が０．００００１〜０．５質量％であることを特徴とする請求項１に記載の太陽電池。
【請求項３】
鉛を含まない鉛フリーはんだが、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の太陽電池。
【請求項４】
電極が、銀ペーストを焼成することにより形成される銀電極であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の太陽電池。
【請求項５】
銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径が１１μｍ以下である請求項４に記載の太陽電池。
【請求項６】
銀ペーストに含まれるガラス粉末の含有量が２．８〜１０．０質量％である請求項４に記載の太陽電池。
【請求項７】
銀電極の平均厚みが１５μｍ以上である請求項４に記載の太陽電池。
【請求項８】
請求項４に記載した太陽電池の製造方法であって、銀ペーストに含まれるガラス粉末として開口径が７３μｍ以下のふるいを通過したものを用いることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項９】
請求項４に記載した太陽電池の製造方法であって、銀ペーストの印刷の際に銀ペーストを２回以上印刷することを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項４に記載した太陽電池の製造方法であって、銀ペーストの印刷の際に３倍線材径マスクを用いることを特徴とする太陽電池の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載した鉛フリーはんだでコーティングされていることを特徴とする太陽電池用インターコネクター。
【請求項１２】
鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた太陽電池を、鉛を含まない鉛フリーはんだでコーテイングされた太陽電池用インターコネクターで配線しているストリングであって、太陽電池および太陽電池用インターコネクターをコーティングしている鉛フリーはんだが請求項１〜請求項３に記載した鉛フリーはんだであることを特徴とするストリング。
【請求項１３】
太陽電池および太陽電池用インターコネクターをコーティングしている鉛フリーはんだが同一の組成であることを特徴とする請求項１２に記載のストリング。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載のストリングが組み込まれているモジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、太陽電池、特に鉛フリーはんだでコーティングした電極を有する太陽電池およびその製造方法、太陽電池用インターコネクター、ストリングならびにモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
はんだコーティングを行う場合における従来の太陽電池の断面概略図を図４に示す。エッチングが行われたｐ型シリコン基板１の受光面となる片面側にｎ型拡散層２が形成されており、さらに、そのｎ型拡散層２の上の大部分に表面反射率を低減させるための反射防止膜３が形成されている。一方、ｐ型シリコン基板１の裏面の大部分には、裏面アルミ電極４が形成されている。さらに、ｎ型拡散層２の受光面の一部とｐ型シリコン基板１の裏面の一部には、銀電極５，６が形成されている。そして、銀電極５，６に対しては、はんだ層８によるコーティングが施されている。
【０００３】
このような太陽電池は図３に示すような工程により製造されていた。すなわち、結晶系シリコンの場合は、まずｐ型シリコン基板１に対してエッチングを行う。これが基板エッチング工程である。そして、エッチングを行ったｐ型シリコン基板１に対して、受光面となる片面側にｎ型拡散層２を形成するｎ型拡散層形成工程を行い、その上に表面反射率を低減させるための反射防止膜３を形成する反射防止膜形成工程を行う。
【０００４】
そして、ｐ型シリコン基板１の裏面には、アルミニウムペーストをスクリーン印刷法により、ほぼ全面（後の工程で、裏面の銀電極を形成させる部分を除く）に印刷し、乾燥させた後、高温で酸化性雰囲気中で焼成して裏面アルミ電極４を形成する。これが裏面アルミペースト印刷・乾燥・焼成工程である。
【０００５】
さらにスクリーン印刷法により、反射防止膜３の受光面の一部とｐ型シリコン基板１の裏面の一部に銀ペーストをパターン状に印刷し、高温で酸化性雰囲気中で焼成して銀電極５，６を形成する。すなわち、裏面銀ペースト印刷を行った後乾燥させる裏面銀ペースト印刷・乾燥工程を行い、焼成させて銀電極６を形成し、さらに、受光面銀ペースト印刷を行った後乾燥させる受光面側銀ペースト印刷・乾燥工程を行い、焼成させて銀電極５を形成する。このとき、受光面側の反射防止膜３上に印刷・乾燥された銀ペーストは、焼成によって銀ペースト成分が反射防止膜３を透過してｎ型拡散層２まで到達するため、図４に示すように、銀電極５はｎ型拡散層２上に形成されることになる。なお、銀電極５と銀電極６とを焼成させる場合は同時に焼成させる同時焼成工程を行うことが可能である。
【０００６】
その後、上述のようにして形成される太陽電池素子を、活性剤を含むフラックスへ常温で数１０秒間浸漬させる。これがフラックス浸漬工程である。太陽電池素子をフラックスへ浸漬させた後、温風乾燥させ、約１９５℃の２質量％銀入りの６：４共晶はんだ浴に約１分間浸漬して、銀電極５，６に対して、はんだ層８によるコーティングを行う。これがはんだコーティング工程である。
【０００７】
はんだ層８によるコーティングが完了した後は、常温水中もしくは温水中での超音波洗浄を数回繰り返した後、最後に純水リンスを行い、温風乾燥を行う。これが洗浄・乾燥工程である。上述した工程により、太陽電池を製造が製造されるのである。
【０００８】
一方、太陽電池をインターコネクターで接続させたストリングは図５に示される。すなわち、図５は、従来のストリングを示す図で、太陽電池１０の表面主電極２１は６：４共晶はんだでコーティングされており、複数の太陽電池１０が、６：４共晶はんだでコーティングされたインターコネクター２２で接続されている。このようなストリングは下記に示すような方法にて製造されていた。すなわち、銅リード線に６：４共晶はんだをコーティングしたインターコネクター２２を太陽電池１０の６：４共晶はんだをコーティングした主電極２１に重ねて４００℃程度の熱風吹付けにより溶融・冷却固化することにより接続する。これを表、裏と繰返してストリングを作製し、太陽電池モジュールの製造に供していた。
【０００９】
近年、環境問題の観点から、鉛の人体への害が問題視され、種々のデバイスから鉛を使用しない方向に開発が進んでいる。そして、太陽電池の製造においても、鉛を含有しない鉛フリーの状態で製造を行うことが業界から強く要望されている。
【００１０】
かかる要望に答えるべく、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系またはＳｎ−Ａｇ系の鉛フリーはんだによって該銀電極をコーティングした太陽電池が提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。
【００１１】
しかしながら、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだは、従来の６：４共晶はんだに比べ濡れ性が小さく、かかる鉛フリーはんだでコーテイングされた電極のはんだ厚みが大きくなり、外見の低下のみならず太陽電池とインターコネクターを貼り付けられた銀電極との接着力が低下するおそれがある。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−２１７４３４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の弊害を解消するためのものであり、鉛フリーはんだの濡れ性を向上させて、鉛フリーはんだによる電極のコーティング厚みが薄く、インターコネクターの剥離が抑制された信頼性の高い太陽電池を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる鉛フリーはんだコーティングされたインターコネクター、上記太陽電池を上記インターコネクターで配線していることを特徴とする信頼性の高いストリングおよびモジュールを提供することをも目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる太陽電池は、鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた電極を有する太陽電池であって、該鉛フリーはんだにはリン（Ｐ）が含まれていることを特徴とする。ここで、該鉛フリーはんだのリン（Ｐ）の含有量は、０．００００１〜０．５質量％であることが好ましい。また、該鉛フリーはんだは、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだであることが好ましい。
【００１５】
また、本発明にかかる太陽電池の電極は、銀ペーストを焼成することにより形成される銀電極であることが好ましい。さらに、銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径が１１μｍ以下であること、銀ペーストに含まれるガラス粉末の含有量が２．８〜１０質量％であること、または、銀電極の平均厚みが１５μｍ以上であることはより好ましい。
【００１６】
また、本発明にかかる銀電極を有する太陽電池の製造方法においては、銀ペーストに含まれるガラス粉末として開口径が７３μｍ以下のふるいを通過したものを用いること、銀ペーストの印刷の際に銀ペーストを２回以上印刷することまたは３倍線材径マスクを用いることが好ましい。
【００１７】
また、本発明にかかる太陽電池用インターコネクターは、上記鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるストリングは、鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた太陽電池を、鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた太陽電池用インターコネクターで配線しているストリングであって、太陽電池および太陽電池用インターコネクターをコーティングしている鉛フリーはんだが上記の鉛フリーはんだであることを特徴とする。さらに、上記ストリングは、太陽電池および太陽電池用インターコネクターをコーティングしている鉛フリーはんだが同一の組成であることが好ましい。
【００１９】
さらに、本発明にかかるモジュールは、上記ストリングが組み込まれているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる太陽電池は、鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた電極を有する太陽電池であって、該鉛フリーはんだにはリン（Ｐ、以下同じ）が含まれている。鉛フリーはんだにＰが含まれることにより、はんだの表面酸化が抑制され、接合部への酸化物のまき込みがなくなることで電極等の均一保護性能が向上するとともに金属光沢が現れる。また、鉛フリーはんだにＰが含まれることにより、はんだの濡れ性が良くなり、電極等との接着面積の増加とともにはんだのコーティング厚みが薄くなり、はんだ層自体の伸縮量が低減できるため、電極等へ及ぼす応力負担を軽減できることから、はんだと電極等との接着強度が向上する。
【００２１】
また、上記鉛フリーはんだのＰ含有量は、０．００００１〜０．５質量％であることが好ましい。０．００００１質量％未満であるとＰ添加による上記効果が発現しないからであり、０．５質量％を超えるとはんだが脆くなるからである。かかる観点から、鉛フリーはんだのＰ含有量は、より好ましくは０．０００１〜０．０５質量％であり、さらに好ましくは０．０００１〜０．００５質量％である。
【００２２】
また、Ｐは、Ｓｎ、ＡｇおよびＢｉのいずれに対してもなじみが良いため、上記フリーはんだとしては、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだまたはＳｎ−Ａｇ系はんだを使用することが可能であるが、ディップ温度を下げる観点からＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだが好ましい。Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだまたはＳｎ−Ａｇ系はんだは、Ｓｎはんだよりも融点の低いはんだである。ここで、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだは、０．１％以上のＡｇを含むＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだである。また、Ｓｎ−Ａｇ系はんだは、０．１％以上のＡｇを含むＳｎ−Ａｇ系はんだである。
【００２３】
Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだにおいて、Ｂｉの含有量が３〜８９質量％であれば好適である。また、Ｂｉの含有量が３５〜６０質量％であればさらに好適である。このようにＢｉの含有量を設定するのは以下の理由によるものである。すなわち、はんだディップ工程を問題なく行うためには、現行のディップ温度である１９５℃程度で行うことが望ましく、少なくとも特性や信頼性などの点で実用上の限界である２２５℃以下で行う必要がある。２２５℃以下の融点となる組成は、０．１％Ａｇ含有の場合においてＢｉが５〜８８質量％で、１．３％Ａｇ含有の場合においてはＢｉが３〜８９質量％である。一方、１９５℃以下の融点となる組成は、０．１％Ａｇ含有の場合においてＢｉが２７〜７９質量％で、１．８％Ａｇ含有の場合においてはＢｉが３５〜６０質量％である。以上より、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだにおいて、Ｂｉの含有量が３〜８９質量％であれば好適である。よって、Ｂｉの含有量が３〜８９質量％であれば好適であり、３５〜６０質量％であればさらに好適である。
【００２４】
同様にＳｎ−Ａｇ系はんだにおいても、２２５℃以下の融点となる組成は、Ａｇが３．５〜４．５質量％である。一方、１９５℃以下の融点となる組成は、この系では存在しない。以上よりＳｎ−Ａｇ系はんだにおいて、Ａｇの含有量は３．５〜４．５質量％が好適である。
【００２５】
また、本発明にかかる太陽電池における電極は、銀ペースト焼成法、蒸着法、スパッタリング法またはめっき法等によって形成することができるが、製造効率の観点から、銀ペースト焼成法によって形成することが好ましい。
【００２６】
太陽電池の電極を作製する際に使用する銀ペーストとしては、銀粉末と、ガラス粉末と、有機質ビヒクルと、有機溶媒とを主成分とし、塩化イリジウムと酸化りんを含むことを特徴とする銀ペースト材料を使用することができる。
【００２７】
ここで、銀ペースト焼成法とは、銀ペーストをスクリーン印刷法にて、Ｐ型シリコン基板の裏面の所定位置にたとえば４０μｍ厚みに印刷、１５０℃で約４分間乾燥し、次いでＰ型シリコン基板の受光面側の所定位置に銀ペーストをパターン状に上記と同様に印刷、乾燥した後、たとえば６００℃の温度条件下、酸化性雰囲気中で２分間焼成することにより表裏面に銀電極を形成する方法をいう。
【００２８】
また、蒸着法とは、反射防止膜表面にレジスト法により所定のパターンを抜き、ＨＦで反射防止膜をエッチング除去して乾燥させた後、７０℃程度の温度条件下で、Ｔｉ，Ｐｄ，Ａｇの順にそれぞれたとえば０．１、０．１、１μｍの厚さで蒸着を行ない、その後レジストを剥離させた後、たとえば３５０℃の温度条件下、窒素中で熱処理を行うことにより銀電極を形成する方法をいう。なお、スパッタリング法も蒸着法と同様の手順で行なうことができる。
【００２９】
また、めっき法とは、反射防止膜上にレジスト法により所定のパターンを抜き、ＨＦで反射防止膜をエッチング除去し、さらにめっき前処理を行った後、Ｎｉ，Ａｇの無電解めっきをそれぞれたとえば０．５、２．５μｍの厚さで形成し、その後レジスト剥離を行い、たとえば１５０℃窒素中で熱処理することにより銀電極を形成する方法をいう。
【００３０】
また、本発明にかかる太陽電池は、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた銀電極を有する太陽電池であって、該銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径が１１μｍ以下であることが好ましい。ここで、平均粒径とは、光散乱回折法によって得られる平均粒径をいう。ガラス粉末の平均粒径が１１μｍを超えると、温湿度変化の大きい環境条件下においてはインターコネクター剥離率が大きくなるからである。ガラス粉末の平均粒径を小さくするほどガラス粉末の均一分散性が良くなり、銀ペースト内部および太陽電池界面における接着力を維持できることができる。かかる観点から、ガラス粉末の平均粒径は、より好ましくは８μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下である。
【００３１】
また、本発明にかかる太陽電池は、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた銀電極を有する太陽電池であって、該銀ペーストに含まれるガラス粉末の含有量が２．８〜１０．０質量％であることが好ましい。ガラス粉末の含有量が２．８質量％未満であると温湿度変化の大きい環境条件下においてはインターコネクター剥離率が大きくなるからであり、ガラス粉末の含有量が１０％を超えると、均一なペーストとはならず、太陽電池への印刷が困難となるからである。上記観点から、銀ペーストに含まれるガラス粉末の含有量は、より好ましくは２．８〜７．０質量％であり、さらに好ましくは３．０〜７．０質量％であり、最も好ましくは３．０〜４．０質量％である。
【００３２】
また、本発明にかかる太陽電池は、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた銀電極を有する太陽電池であって、銀電極の平均厚みが１５μｍ以上であることが好ましい。銀ペーストの焼成後の銀電極の平均厚みが１５μｍ未満であると、温湿度が大きく変化した場合に、太陽電池のｎ型拡散層またはｐ型基板と銀電極との接着界面にかかる、太陽電池のシリコン材料とインターコネクターを貼り付けられた銀電極材料の熱膨張率の差によって生じる歪み応力を吸収できなくなり、温湿度変化の大きい環境条件下においてインターコネクター剥離率が大きくなるからである。かかる観点から、銀ペーストの焼成後の膜厚は、より好ましくは２０μｍ以上である。
【００３３】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法として、銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径を小さくするため、あらかじめふるいにかけて該ふるいを通過したガラス粉末を用いる製造方法を採用することは好ましい。また、ふるいをかけることによってガラス粉末の平均粒径を小さくするのみならず、粒径の大きいガラス粉末を選択的に除くことによって、粒径の小さいガラス粉末を多く含有する粒度分布とすることができ、銀電極５，６とｎ型拡散層２またはｐ型シリコン基板１との接着力の維持に寄与できる。かかる観点から、開口径７３μｍ以下のふるいであれば、大きい粒径のガラス粒子を十分に除去できる。また、上記観点から、開口径５０μｍ以下のふるいを用いることがより好ましく、開口径３７μｍ以下のふるいを用いることがさらに好ましい。
【００３４】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法として、銀ペーストの焼成後の厚みを大きくするために、銀ペーストのスクリーン印刷を行なう際に、銀ペーストを２回以上印刷する製造方法を採用することも好ましい。
【００３５】
また、本発明にかかる太陽電池の製造方法として、銀ペーストの焼成後の厚みを大きくするために、銀ペーストのスクリーン印刷を行なう際に、３倍線材径マスクを用いる製造方法を採用することも好ましい。ここで、３倍線材径マスクとは、縦線材と横線材とによって構成されるメッシュ織物状のマスクであって、一方の線材の張力を高めることによって、紗厚が基本的に線材径の３倍になるような構造を有するマスクをいい、ペーストなどを厚く印刷するために用いられる。たとえば、ステンレス線材のメッシュ織物状マスク（中沼アートスクリーン社製）が挙げられる。
【００３６】
また、太陽電池の電極を作製する際に使用するフラックスとしては、ポリアルキレングリコール系樹脂と溶剤のみからなり、活性剤を含まないことを特徴とするフラックス材料を使用することができる。すなわち、樹脂と溶剤と樹脂安定剤とからなるフラックスを使用することができ、樹脂と溶剤と樹脂安定剤とからなるフラックスで洗浄された後、鉛フリーはんだで電極をコーティングすることができる。
【００３７】
また、本発明にかかる太陽電池用インターコネクターは、上記の鉛フリーはんだでコーティングされている。インターコネクターにおいて鉛フリーはんだでコーティングされたリード線は一般に銅（Ｃｕ）が用いられており、リン（Ｐ）は、Ｃｕとのなじみが良く、リード線と微量のＰを含有する鉛フリーはんだでリード線をコーティングすることにより、リード線との接着性がより向上するからである。
【００３８】
また、本発明にかかるストリングは、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされた電極を有する太陽電池を、上記の鉛を含まない鉛フリーはんだでコーティングされたリード線を有するインターコネクターで配線したストリングであればとくに制限はないが、太陽電池の電極をコーテイングする鉛フリーはんだとインターコネクターのリード線をコーティングする鉛フリーはんだとは同一の組成であることが好ましい。両者の組成が同一であることにより、融点の一致、相溶性の向上等のため、より安定で信頼性の高いはんだ付けが可能となるからである。
【００３９】
なお、本発明にかかるストリングは、たとえば、下記のように製造することができる。すなわち、図２に示すように、所望の長さにカットした鉛フリーはんだでコーティングされたインターコネクター１２を太陽電池の受光面側の鉛フリーはんだでコーティングされた主電極１１に接するようにセットし、インターコネクターごと４００℃程度の熱風を吹付け、そのはんだ同士をいったん融解させた後、冷却・固化することでインターコネクターと太陽電池とを一体化させる。その後、太陽電池の裏面側電極に対しても、太陽電池を反転するなどし、同様の工程を行うことで、本発明に係るストリングを製造することができる。
【００４０】
また、本発明にかかるモジュールは、上記ストリングを組み込んでいるものである。該ストリングを組み込むことにより、インターコネクターと太陽電池との接着力が高く信頼性の高いモジュールを形成することができる。本発明にかかるモジュールの形態は、上記ストリングを組み込んでいるものであれば特に制限はないが、たとえば、太陽電池の受光面側にガラス板等の透明基板をおいて透明な充填材料と裏面コートで該ストリングを封入するスーパーストレート方式が好ましく採用される。ここで、透明な充填剤としては、光透過率の低下の少ないＰＶＢ（ポリビニルブチロール）や耐湿性に優れたＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）等がよく用いられる。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、本発明にかかる太陽電池の断面概略図である図１を用いて説明する。図１に示すように、テクスチャエッチングされた厚さ３３０μｍで１２５ｍｍ角型のｐ型シリコン基板１の片側表面に、９００℃におけるリン（Ｐ）の熱拡散により５０Ω／□の面抵抗をもつｎ型拡散層２を形成し、その上に反射防止膜３としてプラズマＣＶＤ法により６０ｎｍのシリコン窒化膜を形成した。裏面の大部分（裏面の銀電極形成部分を除く）に市販のアルミペーストをスクリーン印刷法にて印刷し１５０℃程度で乾燥の後、空気中７００℃で焼成し裏面アルミ電極４を形成した。
【００４２】
片側表面（受光面側）にｎ型拡散層２および反射防止膜３を設け、さらに、片側裏面の大部分に裏面アルミ電極４を設けたｐ型シリコン基板１に対して、銀ペースト焼成によって電極形成を行なった。
【００４３】
銀ペースト焼成により電極形成を行う場合は下記に示す手順にて行なった。すなわち、表１の組成を基本組成とする銀ペーストをスクリーン印刷法にて、ｐ型シリコン基板１の裏面の所定部分（裏面アルミ電極４が形成されていない部分）に所定厚みに印刷し、１５０℃で約４分乾燥した。次いで受光面側へ銀ペーストをパターン状に印刷して乾燥後、６００℃の温度条件下、酸化性雰囲気中で２分間焼成することにより表裏面の銀電極５，６を形成した。
【００４４】
【表１】
2004146464.tif 000003
【００４５】
銀電極を形成させた太陽電池セルを、表２の組成のフラックス中へ浸漬し、熱風乾燥後、表３に示す組成のうちＳｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだに浸漬する。具体的には、概ねＳｎ−４０Ｂｉ−１．２５Ａｇの組成からなるはんだに所定量のＳｎＰ合金を溶かし込んで、Ｓｎ−４０Ｂｉ−１．２５Ａｇ−０．００１Ｐ組成としたはんだ浴に浸漬し、鉛フリーはんだ層７を形成した。はんだには濡れ性向上のためリン（Ｐ）の他に微量のアンチモン、ガリウム等を含有させることが可能である。その後、純水、温純水で計５分間リンスを行った後、乾燥させ太陽電池を完成させた。なお、表３には鉛フリーはんだとして、Ｓｎ−Ｂｉ−Ａｇ系はんだと、Ｓｎ−Ａｇ系はんだとが記載してあるが、いずれのものであっても電極を被覆することができる。鉛フリーはんだのＰ含有量を変化させたときのはんだの平均厚みおよび表面光沢を表４に示す。
【００４６】
【表２】
2004146464.tif 000004
【００４７】
【表３】
2004146464.tif 000005
【００４８】
この太陽電池と上記と同じ組成を有する鉛フリーはんだでコーティングされたインターコネクターとを以下の様にして接続した。すなわち、所望の長さにカットした上記インターコネクターを太陽電池の鉛フリーはんだでコーティングされた銀電極に接するようにセットし、インターコネクターごと４００℃程度の熱風を吹き付け、そのはんだ同士をいったん融解させた後、冷却・固化することによりインタークネクターを太陽電池と一体化させることにより行なった。
【００４９】
かかる太陽電池とインターコネクターとの接着性の信頼性を評価するため、かかる太陽電池の銀電極にインターコネクターを接続させた試験片を用いて、温湿度変化の大きい環境条件としてＪＩＳ　Ｃ　８９１７に示す温湿度サイクル試験Ａ−２を１０サイクル行なった後のインターコネクター剥離率を測定した。ＪＩＳ　Ｃ　８９１７は、太陽電池モジュールについての環境試験方法および耐久性試験方法であるが、本実施の形態においては、太陽電池の銀電極にインターコネクターを接続させた試験片に対して適用した。
【００５０】
ここで、インターコネクター剥離率（％）とは、前記温湿度サイクル試験を行なった試験ポイントのうち太陽電池からインターコネクターが剥離した試験ポイントの割合を百分率で示したものをいう。なお、１回の試験毎に、１個の試験片について１０ポイント、５個の試験片（合計５０ポイント）について測定を行なった。
【００５１】
＜鉛フリーはんだのＰ含有量による影響＞
鉛フリーはんだのＰ含有量とはんだ平均厚み、はんだ表面光沢および温湿度サイクル試験後のインターコネクター剥離率との関係を表４の実施例１〜３、比較例１に示す。ここで、はんだ表面光沢の評価は目視により行ない、光沢の有るものを○、無いものを×で表記した。表４においては、銀ペーストの組成はいずれも表１に示すとおりガラス粉末の含有率は２．０質量％であり、ガラス粉末の粒径は１１μｍであり、銀電極の平均厚みは１０μｍである。
【００５２】
【表４】
2004146464.tif 000006
【００５３】
表４に示すように、鉛フリーはんだにＰが含まれることにより、はんだ平均膜厚が減少しはんだ表面に光沢が発現するとともに、インターコネクター剥離率を著しく低減することができ、太陽電池の信頼性を向上できることがわかる。この際、インターコネクターのコーテイングはんだをＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系鉛フリーはんだに変えて同様の実験を行なったが、結果に有意差は見られなかった。
【００５４】
＜銀ペーストのガラス粉末の平均粒径による影響＞
銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径と温湿度サイクル試験後のインターコネクター剥離率との関係を表５の実施例２、４、５に示す。ここで、表５においては、鉛フリーはんだのＰ含有率は０．００１質量％であり、銀ペーストの組成はいずれも表１に示すとおりガラス粉末の含有率は２．０質量％であり、銀電極の平均厚みは１０μｍである。
【００５５】
【表５】
2004146464.tif 000007
【００５６】
表５に示すように、ガラス粉末の平均粒径を２０μｍから１１μｍとすることによりインターコネクター剥離率がさらに減少し、ガラス粉末の平均粒径を５μｍとするとインターコネクターの剥離が認められなかった。このことから、銀ペーストに含まれるガラス粉末の平均粒径を小さくすることにより、インターコネクター剥離率をさらに低減することができ、太陽電池の信頼性を向上できることがわかる。
【００５７】
＜銀ペーストのガラス粉末の含有量による影響＞
銀ペーストに含まれるガラス粉末の含有量（質量％）と温湿度サイクル試験後のインターコネクター剥離率との関係を表６の実施例２、６〜８に示す。ここで、表６においては、銀ペーストの組成は、表１においてガラス粉末以外の成分の質量比は同様としガラス粉末のみの含有量を変化させることによりガラス粉末の含有量を２．０質量％、２．８質量％、３．０質量％または４．０質量％に調製した。また、表６のいずれの場合も、、鉛フリーはんだのＰ含有率は０．００１質量％であり、銀ペーストのガラス粉末の平均粒径は１１μｍであり、銀電極の平均厚みは１０μｍである。
【００５８】
【表６】
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【００５９】
表６に示すように、ガラス粉末の含有量を２．８質量％以上とすることにより、インターコネクターの剥離が認められなくなった。このことから、銀ペーストのガラス粉末の含有率を増大させることにより、インターコネクター剥離率をさらに低減することができ、太陽電池の信頼性を向上できることがわかる。
【００６０】
＜銀電極の平均厚みによる影響＞
銀電極の平均厚みと温湿度サイクル試験後のインターコネクター剥離率との関係を表７の実施例２、９、１０に示す。ここで、表７のいずれの場合も、鉛フリーはんだのＰ含有率は０．００１質量％であり、銀ペーストの組成はいずれも表１に示すとおりガラス粉末の含有率は２．０質量％であり、ガラス粉末の平均粒径は１１μｍである。
【００６１】
【表７】
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【００６２】
表７に示すように、銀電極の平均厚みを、１０μｍから１５μｍとすることによりインターコネクターの剥離が認められなくなった。このことから、銀電極の平均厚みを大きくすることにより、インターコネクター剥離率をさらに低減することができ、太陽電池の信頼性を向上できることがわかる。
【００６３】
なお、今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００６４】
【発明の効果】
上記のように、本発明にかかる太陽電池においては、電極をコーティングする鉛を含まない鉛フリーはんだの濡れ性を向上させて鉛フリーはんだによる電極のコーティング厚みを薄くすることにより、インターコネクターの剥離が抑制され、信頼性が向上する。また、かかる鉛フリーはんだでコーティングされたインタークネクター、上記太陽電池をインターコネクターで配線したストリングおよび該ストリングを組み込んでいるモジュールの信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる太陽電池の断面概略図である。
【図２】本発明にかかるストリングを説明する図である。
【図３】太陽電池の製造工程を説明する図である。
【図４】従来の太陽電池の断面概略図である。
【図５】従来のストリングを説明する図である。
【符号の説明】
１　ｐ型シリコン基板、２　ｎ型拡散層、３　反射防止膜、４　裏面アルミ電極、５，６　銀電極、７　鉛フリーはんだ層、８　はんだ層、１０　太陽電池、１１　鉛フリーはんだでコーティングされた主電極、１２　鉛フリーはんだでコーティングされたインターコネクター、２１　６：４共晶はんだでコーティングされた主電極、２２　６：４共晶はんだでコーティングされたインターコネクター。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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