(57)【要約】【課題】低抵抗な電気的接続を保つために必要な金属層の条件を明確にし、結晶Ｓｉ太陽電池セルとの接続の信頼性を向上させ、低価格かつ長寿命な太陽電池モジュールの提供を可能とし、太陽光発電の発電コスト低減に寄与することができる太陽電池用導体及びその製造方法を提供する。【解決手段】結晶Ｓｉ太陽電池セル３０の電極３２と接続され、複数の結晶Ｓｉ太陽電池セル３０，３０間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体４であって、銅を主成分とする平角銅線６と、平角銅線の表面に形成された金属層７からなり、金属層７は、平角銅線６の銅と平角銅線の表面に形成されたニッケル層のニッケルとニッケル層の表面に形成されたＳｎ系金属層の錫とを含む金属間化合物層と、錫を主成分とするＳｎ系金属層を含み、金属層７の厚さは５μｍ以上であり、かつ、ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上である。【選択図】図４
2012094625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶Ｓｉ太陽電池セルの電極と接続され、複数の前記結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体であって、銅を主成分とする平角銅線と、前記平角銅線の表面に形成された金属層からなり、
前記金属層は、前記平角銅線の銅と前記平角銅線の表面に形成されたニッケル層のニッケルと前記ニッケル層の表面に形成されたＳｎ系金属層の錫とを含む金属間化合物層と、錫を主成分とする前記Ｓｎ系金属層とを含み、前記金属層の厚さは５μｍ以上であり、かつ、前記ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上である
ことを特徴とする太陽電池用導体。
【請求項２】
前記金属間化合物層の厚さは２μｍ未満である請求項１記載の太陽電池用導体。
【請求項３】
結晶Ｓｉ太陽電池セルの電極と接続され、複数の前記結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体の製造方法において、銅線の表面にニッケルめっきする工程と、そのニッケルめっきされた銅線を伸線し、その伸線されたニッケルめっき銅線を圧延し、ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上であるニッケルめっき平角銅線を形成する工程と、前記ニッケルめっき平角銅線の表面に錫を主成分とする錫めっきを行ってＳｎ系金属層を形成すると共に前記平角銅線と前記Ｓｎ系金属層との間に銅とニッケルと錫とを含む金属間化合物層を形成する溶融めっき工程と、を備えたことを特徴とする太陽電池用導体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶Ｓｉ太陽電池モジュールの内部において、結晶Ｓｉ太陽電池セルの電極と接続され、複数の結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題の顕在化を背景に、環境負荷の少ない新エネルギーの開発及び普及促進施策が世界各国で進められている。なかでも発電時に二酸化炭素を排出しない太陽光発電は、次世代エネルギーの有力な候補として期待されている。その期待に応えるため、太陽電池の高効率化、高信頼性化、及び低価格化が精力的に進められている。
【０００３】
結晶Ｓｉ太陽電池モジュールにおいて、複数の結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するための太陽電池用導体としては、断面が概略矩形の平角銅線の表面に、半田をめっきした平角線が広く使われている。平角線に関する技術については、例えば、特許文献１〜３にて開示されている。
【０００４】
結晶Ｓｉ太陽電池セル、及び平角線により電気的に直列接続された結晶Ｓｉ太陽電池セルの概略を図１、図２に示す。
【０００５】
図１は、一般的な結晶Ｓｉ太陽電池セルの受光面側の概略形状を示すものである。結晶Ｓｉ太陽電池セル１０は、主に、結晶Ｓｉ基板１１、フィンガー電極１２及びグリッド電極１３から構成される。受光面とは反対側の面（裏側面）にもほぼ同じ形状のグリッド電極（図示なし）が形成されている。結晶Ｓｉ基板１１としては、厚さが１８０μｍ程度の単結晶Ｓｉ基板または多結晶Ｓｉ基板が使われる。フィンガー電極１２及びグリッド電極１３は、銀ペーストを焼成して形成されるのが一般的である。
【０００６】
図２は、結晶Ｓｉ太陽電池セル１０を平角線２４により接続したストリング２０の一部の模式図である。隣接する２枚の結晶Ｓｉ太陽電池セル１０，１０において、一方の太陽電池セル１０の受光面側のグリッド電極１３（例えば負極）と、もう一方の太陽電池セル１０の裏側面側のグリッド電極（例えば正極、図示なし）とを、平角線２４により接続することにより、結晶Ｓｉ太陽電池セル１０，１０間が電気的に直列接続される。平角線２４とグリッド電極１３との接続は、平角線２４をグリッド電極１３上に重ねた後に加熱し、平角線２４の表面の半田を溶融させることにより実施される。
【０００７】
ところで、結晶Ｓｉ太陽電池モジュールを構成する部材の内、材料コストの大半を結晶Ｓｉ基板が占めている。このため、結晶Ｓｉ基板の薄板化が検討されている。しかし、平角線の材料に銅を用いる場合、太陽電池セルとの線膨張係数は大きく異なるため、結晶Ｓｉ基板を薄板化すると、接続時の半田の溶融や太陽電池使用時の温度変化により熱膨張に起因する応力が発生し、結晶Ｓｉ基板が反ったり、破損したりするという不具合が生ずるおそれがある。
【０００８】
そこで、平角線と結晶Ｓｉ太陽電池セルとの新しい接続方法として、両者を樹脂接着剤により接続する方法が、例えば、特許文献４により開示されている。その方法の概要を図３及び図４を用いて説明する。
【０００９】
図３は、結晶Ｓｉ太陽電池セルの受光面側の概略形状を示すものである。図１に示した結晶Ｓｉ太陽電池セル１０との大きな違いは、グリッド電極１３が無いことであり、結晶Ｓｉ太陽電池セル３０には、結晶Ｓｉ基板３１の上に、フィンガー電極３２が形成される。結晶Ｓｉ太陽電池セル３０の裏側面側にも、受光面側とほぼ同様の形状のフィンガー電極が形成されている（図示なし）。
【００１０】
図４は、平角線２４が、樹脂接着剤４５により接続された結晶Ｓｉ太陽電池セル３０の断面構造の概略を示す模式図である。平角線２４は、平角銅線６と金属層４７とから構成される。金属層４７及びフィンガー電極３２は、樹脂接着剤４５の収縮力により、互いに接触し、電気的に接続されている。特に、金属層４７を軟らかい材質とすることで、接触部においてフィンガー電極３２の一部を金属層４７に食い込ませることにより、安定した電気的接続を確保している。
【００１１】
平角線とフィンガー電極とを樹脂接着剤により接続するこの方法によれば、半田の溶融による接続方法に比べ、接着時の温度を低減することができ、熱膨張に起因する影響を低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−５４３５５号公報
【特許文献２】特開２００８−９８６０７号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６３２０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２１５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
樹脂接着剤を用いた接続方法においては、平角線の金属層とフィンガー電極との接触部で、軟らかい金属層が容易に塑性変形しフィンガー電極との接触面積を増加させること、及び金属層の弾性が保たれることが、低抵抗の電気的接続を得るために必要となる。
【００１４】
しかし、従来の技術では、特に、屋外の過酷な環境に設置される結晶Ｓｉ太陽電池モジュールにおいて、低抵抗な電気的接続を保つために必要な金属層の条件が明確ではなかった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、結晶Ｓｉ太陽電池モジュールにおいて、低抵抗な電気的接続を保つために必要な金属層の条件を明確にし、結晶Ｓｉ太陽電池セルとの接続の信頼性を向上させ、低価格かつ長寿命な太陽電池モジュールの提供を可能とし、太陽光発電の発電コスト低減に寄与することができる太陽電池用導体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記課題を解決するために本発明は、結晶Ｓｉ太陽電池セルの電極と接続され、複数の前記結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体であって、銅を主成分とする平角銅線と、前記平角銅線の表面に形成された金属層からなり、前記金属層は、前記平角銅線の銅と前記平角銅線の表面に形成されたニッケル層のニッケルと前記ニッケル層の表面に形成されたＳｎ系金属層の錫とを含む金属間化合物層と、錫を主成分とする前記Ｓｎ系金属層とを含み、前記金属層の厚さは５μｍ以上であり、かつ、前記ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上である太陽電池用導体である。
【００１７】
前記金属間化合物層の厚さは２μｍ未満であるとよい。
【００１８】
また、本発明は、結晶Ｓｉ太陽電池セルの電極と接続され、複数の前記結晶Ｓｉ太陽電池セル間を電気的に直列接続するために用いられる太陽電池用導体の製造方法において、銅線の表面にニッケルめっきする工程と、そのニッケルめっきされた銅線を伸線し、その伸線されたニッケルめっき銅線を圧延し、ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上であるニッケルめっき平角銅線を形成する工程と、前記ニッケルめっき平角銅線の表面に錫を主成分とする錫めっきを行ってＳｎ系金属層を形成すると共に前記平角銅線と前記Ｓｎ系金属層との間に銅とニッケルと錫とを含む金属間化合物層を形成する溶融めっき工程と、を備えた太陽電池用導体の製造方法である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、結晶Ｓｉ太陽電池モジュールにおいて、低抵抗な電気的接続を保つために必要な金属層の条件を明確にし、結晶Ｓｉ太陽電池セルとの接続の信頼性を向上させ、低価格かつ長寿命な太陽電池モジュールの提供を可能とし、太陽光発電の発電コスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】結晶Ｓｉ太陽電池セルの受光面側の概略形状を示す図である。
【図２】結晶Ｓｉ太陽電池セルを直列に接続させたストリングの一部を示す図である。
【図３】電極がフィンガー電極のみで構成される結晶Ｓｉ太陽電池セルの受光面側の概略形状を示す図である。
【図４】従来又は本実施の形態で用いられる、太陽電池用導体（平角線）が樹脂接着剤により接続された結晶Ｓｉ太陽電池セルの断面構造を示す模式図である。
【図５】金属間化合物の模式的な断面形状を示す図である。
【図６】他の実施の形態に係る太陽電池用導体（平角線）の短辺方向断面の概略を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
【００２２】
本実施の形態に係る太陽電池用導体は、図２〜４で説明したように、結晶Ｓｉ太陽電池セル３０の電極（フィンガー電極）３２と接続され、複数の結晶Ｓｉ太陽電池セル３０，３０間を電気的に直列接続するために用いられるものであり、樹脂接着剤４５を介してフィンガー電極３２と接続される。
【００２３】
太陽電池用導体４は、図４で説明した従来の平角線と同様に、断面が矩形の銅を主成分とする平角銅線６と、平角銅線６の表面に形成された金属層７とからなるが、この金属層７が、平角銅線６の銅と平角銅線６の表面に形成されたニッケル層のニッケルとニッケル層の表面に形成されたＳｎ系金属層の錫とを含む金属間化合物層と、錫を主成分とするＳｎ系金属層と、を含む点で異なる。
【００２４】
平角銅線６としては、特に限定されるものではないが、無酸素銅（ＯＦＣ）、６Ｎ−ＯＦＣ、低酸素銅（ＬＯＣ）、タフピッチ銅（ＴＰＣ）など、導電率の高いものを用いることができる。太陽電池用導体４の抵抗は、結晶Ｓｉ太陽電池セル３０の出力に強く影響するため、平角銅線６に用いる材料の抵抗率は、５μΩｃｍ以下であることが望ましい。
【００２５】
金属層７を構成する錫を主成分とする金属層（Ｓｎ系金属層）の材質としては、純錫、ＳｎＡｇＣｕ系半田、ＳｎＰｂ系半田が望ましい。例えば、ビッカース硬度（Ｈｖ）の実測値は、純錫とＳｎＰｂ系半田が約１０（Ｈｖ）、ＳｎＡｇＣｕ系半田が約１５（Ｈｖ）であり、フィンガー電極３２に用いられる銀の実測値約２８（Ｈｖ）と比べて充分に低い値であった。従って、金属層７と、銀を主成分とするフィンガー電極３２との接続部において、金属層７が容易に塑性変形し、接触面積を増加させることが可能となる。また、低応力で弾性変形させることができ、接触部の面積が一定に保たれ、安定で低抵抗な接続が可能となる。もちろん、金属層７に適用可能な材質は、純錫、ＳｎＡｇＣｕ系半田、ＳｎＰｂ系半田に限定されるものではなく、フィンガー電極３２に用いられる銀よりもビッカース硬度が低い金属であれば適用が可能である。
【００２６】
ところで、太陽電池用導体の金属層の軟らかさと弾性を保つ上での阻害要因としては、銅と錫との金属間化合物層の成長が挙げられる。一般に、平角銅線の表面に、Ｓｎ系金属層（純錫を含む）を溶融めっき法にて形成すると、平角銅線とＳｎ系金属層の間に、銅と錫との金属間化合物層が形成される。
【００２７】
図５に、金属間化合物層の模式的な断面形状を示す。金属間化合物層５９は、金属層５７と平角銅線５６との界面から、金属層５７の表面に向かう針状結晶として観察される。金属間化合物層５９の厚さは、溶融めっき工程、太陽電池モジュール製造工程、モジュールの屋外暴露等から受ける熱履歴に依存し、一般には、高温に晒される時間が長いほど厚くなる。例えば、金属層５７の厚さが５μｍの場合、金属間化合物層５９の厚さは３μｍ以上に及ぶことがある。その場合、Ｓｎ系金属層５１０の厚さは、金属層５７の厚さの４０％以下まで低下する。
【００２８】
ここで、金属間化合物層５９の厚さは、図５に示した金属間化合物層５９の厚さの最大値と最小値の和に０．５を乗じた値である。更に具体的には、長さ１０ｍｍに切断した太陽電池用導体のサンプルを１０個準備し、各サンプルについて、長さ方向と平行に切断した断面の観察から金属間化合物層の厚さを求め、それらの平均値を最終的な金属間化合物層の厚さとしている。
【００２９】
銅と錫との金属間化合物層５９のビッカース硬度の実測値は、約６５（Ｈｖ）と大きい値であった。銅と錫との金属間化合物層５９が厚く成長すると、Ｓｎ系金属層５１０の塑性変形が妨げられ、Ｓｎ系金属層５１０とフィンガー電極との接合部における電気抵抗が上昇する。また、銅と錫との金属間化合物層５９は、弾性率も極めて大きいことから、モジュールの周囲温度の変化により接続部が応力を受けた際の電気抵抗の安定性が低下する。
【００３０】
そこで、本発明者らが銅と錫との金属間化合物層の成長抑止方法を検討した結果、平角銅線とＳｎ系金属層との間に、ニッケル層を設けることが有効なことがわかった。このとき、金属層の厚さは５μｍ以上であり、かつ、金属間化合物層を形成するためのニッケル層の厚さは０．１μｍ以上であることが好ましい。金属層の厚さが５μｍ未満の場合、Ｓｎ系金属層の塑性変形の割合が減少するので電気抵抗の値が高くなる。また、ニッケル層の厚さが０．１μｍ未満では、金属間化合物層が厚く成長し、電気抵抗の値が高くなる。ニッケル層の厚さを０．１μｍ以上とすることで金属間化合物層の厚さを２μｍ未満に抑えられる。
【００３１】
金属間化合物層の厚さを２μｍ未満とすることで、金属層の塑性変形が妨げられることがなく、金属層とフィンガー電極との接続部における電気抵抗を低くでき、また、接続部が応力を受けた際も電気抵抗の安定性が良好となる。
【００３２】
ここで、表面にニッケル層を設けた平角銅線上にＳｎ系金属層を形成したところ、金属層の厚さが５μｍの場合、金属間化合物層の厚さは２μｍ未満となった。これは、太陽電池用導体を製造する溶融めっき工程において、平角銅線と、Ｓｎ系金属層との間に、銅、ニッケル、錫（平角銅線の銅と平角銅線の表面に形成されたニッケル層のニッケルとニッケル層の表面に形成されたＳｎ系金属層の錫）からなる安定な金属間化合物層が優先的に形成され、その層が、銅が金属層の表面に向かって拡散するのを抑止するバリアとして機能したためと考えられる。なお、Ｓｎ系金属層が銅を含む場合には、金属間化合物層の銅にはＳｎ系金属層からの銅も含まれる。
【００３３】
また、Ｓｎ系金属層の厚さは、３μｍ以上であれば、接続部の電気抵抗は充分に低く、安定性も良好であった。
【００３４】
図６は、他の実施の形態に係る太陽電池用導体の短辺方向断面の概略を示す模式図である。太陽電池用導体６４には、上述した金属層７の表面を凹凸構造とした金属層６７が形成される。このように、凹凸構造を設けた金属層６７とすることで、フィンガー電極３２との接続部において、金属層７より更に容易に塑性変形することができ、接続部の電気抵抗の信頼性が向上する。
【００３５】
本実施の形態に係る太陽電池用導体４の製造方法について説明する。
【００３６】
第一の伸線工程により断面が円形の丸銅線を作製する。次に、この丸銅線の表面に、電気めっき法によりニッケルめっきを行う。ニッケルめっき終了後に、第二の伸線工程により、そのニッケルめっきされた丸銅線を伸線し、さらに圧延工程により伸線されたニッケルめっき付き丸銅線を圧延し、ニッケルめっき付き平角銅線を作製する。ニッケルめっき付き平角銅線作製の際には、圧延工程が終了したニッケルめっき付き平角銅線について、断面観察法により測定したニッケル層の厚さが０．１μｍ以上となるように作製条件を決定する。ニッケル層の厚さを０．１μｍ以上とすることで金属間化合物層の厚さを２μｍ未満に抑えることができ、電気抵抗の値を低くできる。
【００３７】
圧延工程終了後、ニッケルめっき付き平角銅線の機械的特性（引張強度など）を整えるために熱処理を実施する。
【００３８】
熱処理工程終了後、溶融めっき工程により、ニッケルめっき付き平角銅線の表面に溶融めっき法による錫めっきを行って、錫を主成分とする金属層（Ｓｎ系金属層）を形成すると共に平角銅線６とＳｎ系金属層との間に銅とニッケルと錫とを含む金属間化合物層を形成する。
【００３９】
以上の工程により、太陽電池用導体４が得られる。
【００４０】
上述の製造方法では、Ｓｎ系金属層を形成する前に、ニッケル層を電気めっき法により形成したが、予めＳｎ系金属層にニッケルを添加しておくことにより、電気めっき法によるニッケル層を省略してもよい。例えば、Ｓｎ系金属層をＳｎＡｇＣｕ（Ａｇ：３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．５ｍａｓｓ％、残部がＳｎと不可避的不純物）で構成する場合、ＳｎＡｇＣｕに０．５〜２ｍａｓｓ％のニッケルを添加することで、上記と同様の効果を得ることができる。ニッケルの添加量が０．５ｍａｓｓ％よりも少ない場合、２ｍａｓｓ％よりも多い場合のいずれにおいても、金属間化合物層が厚くなり、接続部の抵抗が上昇する。特に、後者の場合は、溶融めっきをした時点で、錫、銅、ニッケルを含む金属間化合物層が厚く形成される。従って、ニッケルの添加量は０．５〜２ｍａｓｓ％とすることが望ましい。
【００４１】
以上要するに、本発明によれば、金属層７の厚さが５μｍ以上、かつ、ニッケル層の厚さが０．１μｍ以上という低抵抗な電気的接続を保つために必要な金属層７の条件を明確にし、結晶Ｓｉ太陽電池セル３０との接続の信頼性を向上させ、低価格かつ長寿命な太陽電池モジュールの提供を可能とし、太陽光発電の発電コスト低減に寄与することができる。
【実施例】
【００４２】
本実施例においては、無酸素銅（ＯＦＣ）からなる平角銅線の断面サイズを１．５×０．２ｍｍとし、金属層の厚さは約５．０μｍとした。錫を主成分とする金属層（Ｓｎ系金属層）はＳｎＡｇＣｕ（Ａｇ：３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．５ｍａｓｓ％、残部がＳｎ及び不可避的不純物）で構成した。このＳｎ系金属層の厚さは約３．４μｍであった。また、金属間化合物層は、錫、ニッケル、銅からなり、この層の厚さは約１．６μｍであった。
【００４３】
以下、本実施例による太陽電池用導体（平角線）の製造方法の概要を述べる。
【００４４】
まず、第一の伸線工程を経て、無酸素銅（ＯＦＣ）からなる直径が約２．６ｍｍの丸銅線を作製した。次に、直径２．６ｍｍの丸銅線の表面に、電気めっき法によりニッケル層を約０．５μｍの厚さで形成した。ニッケルめっき終了後に、第二の伸線工程、及び圧延工程を経て、断面サイズが１．５×０．２ｍｍのニッケルめっき付き平角銅線を作製した。圧延工程が終了した平角銅線について、断面観察法により測定したニッケル層の厚さは約０．１μｍであった。
【００４５】
圧延工程終了後、平角銅線の熱処理を実施した。この熱処理は、平角銅線の機械的特性を整えるために実施したものである。例えば、本実施例では、ニッケルめっき付き平角銅線の引張試験における引張強度が約１９５ＭＰａ、０．２％耐力が約３６ＭＰａ、伸び率が約２５％になるように熱処理条件を決めた。
【００４６】
熱処理工程終了後、ニッケルめっき付き平角銅線の表面に、溶融めっき法によりＳｎＡｇＣｕ（Ａｇ：３ｍａｓｓ％、Ｃｕ：０．５ｍａｓｓ％、残部がＳｎ及び不可避的不純物）からなるＳｎ系金属層を形成し、太陽電池用平角線を形成した。作製した平角線の引張試験における引張強度は約１９８ＭＰａ、０．２％耐力は約４８ＭＰａ、伸び率は約２３％であった。
【００４７】
得られた平角線の効果を確かめるため、絶縁性の基材上に、結晶Ｓｉ太陽電池セルを模擬した電極を形成し、その電極と平角線とを接続させた評価用サンプルを用い、平角線を評価した。
【００４８】
以下、比較例、実施例、評価方法及び評価結果について説明する。
【００４９】
絶縁性の基材としては、５０ｍｍ角に切断した厚さが４００μｍの単結晶Ｓｉ基板上に、酸化Ｓｉ膜（ＳｉＯ2）を約１μｍ形成したものを用いた。ＳｉＯ2膜の形成は、モノシランガスと酸素ガスを原料とするプラズマＣＶＤ法にて実施した。ＳｉＯ2膜の表面に、図１及び図３に示した形状の電極を形成した。図１に示した電極形状は、平角線４を半田によりグリッド電極１３に接続させた比較例１を作製するためのものである。図３に示した電極形状は、平角線４を樹脂接着剤４５によりフィンガー電極３２に接続させた比較例、実施例を作製するためのものである。
【００５０】
電極の形成は、銀ペーストをスクリーン印刷した後、焼成することにより実施した。銀ペーストは、銀粒子及び低軟化点ガラス粒子（バインダ）を有機溶媒中に分散させたものを用いた。焼成は、温度２５０℃で３０分間の仮焼成と、温度８００℃で１時間の本焼成との２段階で実施した。焼成後のグリッド電極は、長さが約４０ｍｍ、幅が約２ｍｍ、厚さが約４０μｍであった。２本のグリッド電極のピッチは、４０ｍｍとした。一方、フィンガー電極は、長さが約４０ｍｍ、幅が約８０μｍ、厚さが約４０μｍであった。フィンガー電極のピッチは２ｍｍとし、１枚の絶縁性基材（結晶Ｓｉ基板）の表面に４１本のフィンガー電極を形成した。
【００５１】
比較例１は、予め４０ｍｍの長さに切断した本実施例の平角線をグリッド電極上に重ね、上記ＳｎＡｇＣｕからなるＳｎ系金属層を溶融させ両者を接続することにより作製した。
【００５２】
比較例２及び実施例は、予め４０ｍｍの長さに切断した本実施例の平角線とフィンガー電極とを樹脂接着剤により接続して作製した。樹脂接着剤は、エポキシ樹脂に架橋促進剤が添加されたものであり、硬化前の形状として、幅が約１ｍｍ、厚さが約２０μｍのテープ状に加工されたものを用いた。平角線をテープ状の樹脂接着剤を介してフィンガー電極の上に重ね、平角線を約１ＭＰａの圧力で押付けると同時に、１８０℃で２０秒間加熱することにより、接続を実施した。実施例の平角線は、比較例と同じ位置となるように接続した。
【００５３】
作製した比較例及び実施例について、２本の平角線間に１Ａの電流を流し、電気抵抗を測定した。測定した抵抗値は、比較例、実施例間で±５％以内で一致した。サンプル作製工程の条件、及び電極寸法のばらつきを考慮すると、比較例、実施例間の抵抗値の差は極めて小さく、本実施例の平角線を樹脂接着剤でフィンガー電極に接続する方式が、少なくとも初期の電気抵抗の面で問題のないことが確認できた。
【００５４】
次に、比較例、実施例について、信頼性試験として温度サイクル試験及び耐熱性試験を実施した。温度サイクル試験はＪＩＳ  Ｃ  ８９１７  Ａ−１、耐熱性試験はＪＩＳ  Ｃ  ８９１７  Ｂ−１にて規定された方法で実施した。比較例、実施例については、ニッケルめっき層の厚さを０．０６〜０．３２μｍの間で変化させたサンプルも試作し評価した。ニッケルめっき層の厚さは、圧延工程終了後に断面観察法により測定したものである。試料は、各１０枚ずつ作製し、金属層の厚さは全て約５μｍとした。ニッケル層の厚さが０．０６μｍの比較例２は、信頼性試験前に測定した平角線間の電気抵抗値が、比較例１よりも約１１％高い値であった。実施例１〜３の抵抗値は、比較例１の抵抗値の±５％の範囲であった。評価結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
信頼性試験後の抵抗値は、温度サイクル試験及び耐熱性試験が終了した後の値を、各サンプルの信頼性試験前の抵抗値を１とした相対値で示したものである。評価結果としては、ニッケル層厚さが０．０６μｍの比較例２で、試験後の抵抗値が１７％と大幅に上昇した。しかし、ニッケル層厚さが０．１０〜０．３２μｍの実施例１〜３の抵抗値の上昇は僅かであり、また、比較例１の抵抗値と同等の値であった。
【００５７】
ニッケル層厚さが０．０６μｍの比較例２は、金属間化合物層の厚さが約２．２μｍ、Ｓｎ系金属層であるＳｎＡｇＣｕ層の厚さが約２．８μｍであった。一方、ニッケル層厚さが０．１０〜０．３２μｍの実施例１〜３は、金属間化合物層の厚さが、いずれも２μｍ未満であった。ニッケル層厚さが０．０６μｍの比較例２は、平角銅線からの銅の拡散に対する金属間化合物層のバリア効果が低く、金属間化合物層が厚く成長したと考えられる。そのため、接続部におけるＳｎ系金属層であるＳｎＡｇＣｕ層の塑性変形が妨げられ、信頼性試験の前後における電気抵抗が他のサンプルと比べて大きかったと推察される。
【００５８】
以上の結果から、ニッケルめっき付き丸銅線を圧延して平角銅線とした際のニッケル層の厚さを０．１μｍ以上とすることにより、平角線の金属間化合物層の厚さを２μｍ未満に抑えられることがわかった。また、本実施例の平角線を樹脂接着剤でフィンガー電極に接続する方式が、電気抵抗の初期値及び信頼性の面で、充分に適用可能なことがわかった。
【００５９】
さらに、平角線の金属層の厚さの影響を調べるため、表１に示したニッケル層の厚さが０．１μｍの比較例１を基準として、金属層の厚さを３〜６０μｍの間で変化させた評価用サンプルを作製した。金属層の厚さが５μｍよりも薄くなると、電気抵抗は、初期値、信頼性試験後の値の何れも比較例１よりも１０％以上高くなった。また、金属層の厚さが５０μｍを超えた場合は、電気抵抗の初期値が１０％以上高くなった。金属層が５μｍよりも薄い場合の抵抗上昇は、硬い金属間化合物層の影響と考えられる。一方、金属層の厚さが５０μｍを超えた場合の抵抗値の上昇は、金属層７の厚さのばらつきが大きくなり、ＳｎＡｇＣｕ層表面とフィンガー電極との接続が不充分となったことが考えられる。
【００６０】
従って、金属層の厚さは、５μｍ以上５０μｍ以下とすることが望ましいことがわかった。
【００６１】
以上、本発明の実施例を説明したが、上記に記載した実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６２】
４  太陽電池用導体（平角線）  
６  平角銅線
７  金属層
３０  結晶Ｓｉ太陽電池セル
３２  フィンガー電極  
４５  樹脂接着剤
【図５】
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【図６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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