CN102385941A - 导电性粘接构件和太阳能电池组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供导电性粘接构件和太阳能电池组件。导电性粘接构件包括:导体区域,其沿一方向连续地暴露;粘接区域,其沿导体区域暴露。
Description
技术领域
本申请要求2010年9月2日提交的日本专利申请No.2010-196960的优先权,且将其公开内容以引用方式纳入本说明书。
本发明涉及导电性粘接构件和太阳能电池组件,详细而言涉及一种能够较佳地用作集电极的导电性粘接构件和具有该导电性粘接构件的太阳能电池组件。
背景技术
以往,可采用兼具导电性和粘着性的导电性粘接带等导电性粘接构件来进行各种电气设备的连接端子间的连接。
例如有人提出了一种粘着性带,其包括导电性底材和覆盖该导电性底材的表面的粘接剂层,在导电性底材上形成有突起,该粘着性带表现出导电性(例如参照日本特公昭47-51798号公报。)。
在日本特公昭47-51798号公报的粘着性带中,突起的表面上的粘接剂层形成为能发生绝缘击穿的厚度,将粘接剂层粘接于基材,然后,当电流在基材中流动时,上述的粘接剂层发生绝缘击穿,由此,基材和导电性底材隔着粘接剂层导通。
然而,近年要求导电性粘接带具有更加优异的导电性,在日本特公昭47-51798号公报的粘着性带中,在使用时,由于导电性底材与基材之间夹有粘接剂层,因此存在导电性不充分的不良。
另外,也要求导电性粘接带具有能长时间维持导电性的优异耐久性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种导电性和耐久性优异的导电性粘接构件和太阳能电池组件。
本发明的导电性粘接构件的特征在于,包括:导体区域,其沿一方向连续地暴露;粘接区域,其沿上述导体区域暴露。
另外,优选在本发明的导电性粘接构件中,上述粘接区域配置在上述导体区域的两侧。
另外,优选在本发明的导电性粘接构件中,上述导体区域具有多个线条部。
另外,优选在本发明的导电性粘接构件中,包括:导体部,其具有凹部;粘接部,其填充在上述凹部中,上述粘接区域是上述粘接部,上述导体区域是自上述粘接部暴露的上述导体部。
另外,优选在本发明的导电性粘接构件中,上述导体区域具有形成在表面上的低熔点金属层。
另外,优选本发明的导电性粘接构件能够用作对由太阳能电池单元产生的载流子(carrier)进行集电的集电极。
另外,本发明的太阳能电池组件的特征在于,包括:太阳能电池单元;导电性粘接构件,其被用作对由上述太阳能电池单元产生的载流子进行集电的集电极,上述导电性粘接构件包括:导体区域,其沿一方向连续地暴露;粘接区域,其沿上述导体区域暴露。
在本发明的导电性粘接构件中,导体区域是暴露的,因此能够与被粘接体可靠接触,而且由于导体区域沿一方向连续地暴露,因此能够充分地确保与被粘接体的接触面积。
另外,粘接区域沿导体区域暴露,因此通过粘接于被粘接体,能够使导体区域可靠地与被粘接体接触,并且能够长时间维持该接触状态。
此外,当粘接区域粘接于被粘接体时,导体区域与被粘接体直接接触,因此能够防止粘接区域渗入到导体区域与被粘接体之间。
因此,能够确保导体区域与被粘接体间的优异的导电性以及能长时间维持该导电性的优异的耐久性,从而本发明的导电性粘接构件具有优异的导电性和耐久性。
并且,通过将本发明的导电性粘接构件用作集电极,能够对由太阳能电池单元产生的载流子进行可靠的集电,从而具备太阳能电池单元和导电性粘接构件的太阳能电池组件具有优异的发电效率。
附图说明
图1表示作为本发明的导电性粘接构件的一实施方式的导电性粘接带的立体图。
图2是用于对制造图1所示的导电性粘接带的方法进行说明的工序图,(a)表示准备导体板的工序,(b)表示形成低熔点金属层的工序,(c)表示对导体板进行弯曲加工的工序,(d)表示形成粘接部的工序。
图3表示说明对图2的(c)的导体板进行弯曲加工的工序的立体图。
图4表示对形成图2的(d)的粘接部的工序进行说明的立体图。
图5表示本发明的太阳能电池组件的一实施方式(光电转换部是非晶硅类的形态)的立体图。
图6表示对端子和集电极的连接构造(左侧部分)进行说明的放大立体图。
图7表示图6的连接构造的侧剖视图。
图8表示图6的连接构造的正剖视图。
图9表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(未形成低熔点金属层的形态)的立体图。
图10表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部的截面形成为大致曲折状的形态)的立体图。
图11表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部的截面形成为大致梳子状的形态)的立体图。
图12是用于说明图11所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,(a)表示准备导体片的工序,(b)表示形成抗蚀阻剂的工序,(c)表示对导体片进行半蚀(half etching)的工序,(d)表示填充粘接部的工序。
图13是用于说明图11所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,(a)表示准备导体片的工序,(b)表示形成抗镀层的工序,(c)表示形成突出部的工序,(d)表示填充粘接部的工序。
图14表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部具有截面大致为椭圆形的导线的形态)的立体图。
图15是用于说明图14所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,(a)表示形成粘接部的工序,(b)表示准备导线的工序,(c)表示将导线压入粘接部的工序。
图16表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部具有截面大致为矩形的导体的形态)的立体图。
图17是用于说明图16所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,(a)表示在离型片上层叠导体片的工序,(b)表示去除导体片中的与粘接部相对应的部分的工序,(c)表示形成粘接部的工序。
图18表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(粘接部形成在导体部的上侧和下侧的形态)的立体图。
图19表示本发明的太阳能电池组件的另一实施方式(光电转换部是结晶硅类的形态)的立体图。
图20表示图19所示的太阳能电池组件的俯视图。
图21是图20所示的太阳能电池组件的放大图,表示沿A-A线的侧剖视图。
图22表示对实施例的评价(接触阻抗试验)所用的试验片和端子的连接状态进行说明的立体图。
图23是表示导体区域和端子的接触面积与接触阻抗试验中的阻抗的关系的图表。
图24表示实施例的评价(耐久试验)所用的评价用样品的俯视图。
图25表示图24所示的实施例的评价用样品的B-B正剖视图。
具体实施方式
图1表示作为本发明的导电性粘接构件的一实施方式的导电性粘接带的立体图,图2表示用于说明图1所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,图3表示说明对图2的(c)的导体板进行弯曲加工的工序的立体图,图4表示对形成图2的(d)的粘接部的工序进行说明的立体图。
另外,在图2中,将纸面的上下方向作为上下方向、将纸面的左右方向作为左右方向、将纸面的里外方向作为前后方向进行说明,以下的各图中的方向依据图2所示的方向。
在图1和图2的(d)中,该导电性粘接带1形成为沿前后方向较长的长条带状,包括导体部4和粘接部5。
导体部4形成为1个片材(波状板),该片材的截面(沿上下方向和左右方向去的截面)成形为大致S字状的波形。详细而言,导体部4一体地包括多个上部6和多个下部7,该上部6向上侧凸出成大致圆弧状(大致半圆弧状),该下部7自各上部6的左右方向两端部向下侧凸出成大致圆弧状(大致半圆弧状)。因而,上部6的左右方向中央部形成为位于上部6的最上部的顶部8,下部7的左右方向中央部形成为位于下部7的最下部的底部9。
各上部6和各下部7沿左右方向交替地设置。另外,左右方向的各顶部8间的导体部4形成为作为向上方敞口的凹部的上侧凹部11,左右方向的各底部9间的导体部4形成为向下方敞口的下侧凹部12。
导体部4的尺寸为:顶部8的上表面与底部9的上表面之间的长度L1例如为10μm~100μm,优选为20μm~50μm。当长度L1大于上述范围时,出现粘接剂的填充量增加、固化时间变长的情况、材料的使用量增加、成本变高的情况。另一方面,当长度L1小于上述范围时,粘接剂的填充量减少,有时不能获得充分的粘接强度。
左右方向的各顶部8间的长度L2、即顶部8的间距L2,与左右方向的各底部9间的长度L3、即底部9的间距L3大致相等,详细而言例如为0.5mm~2.0mm,优选为0.5mm~1.0mm。当顶部8的间距L2和底部9的间距L3大于上述范围时,粘接面积减少,有时必须是宽幅的导电性粘接带1,当顶部8的间距L2和底部9的间距L3小于上述范围时,有时需要高精度的加工技术,成本增加。
导体部4的厚度T1例如为10μm~100μm,优选为20μm~80μm,更优选为30μm~60μm。当导体部4的厚度T1小于上述范围时,有时不能获得充分的强度,当导体部4的厚度T1大于上述范围时,有时制造成本增加。
另外,在导体部4的表面形成有低熔点金属层10。
低熔点金属层10形成为层叠在导体部4的整个上表面和整个下表面上的薄膜。
低熔点金属层10的厚度T2例如为0.5μm~30μm,优选为3μm~20μm。
粘接部5形成在导体部4上。详细而言,粘接部5填充在上侧凹部11内。
即,粘接部5使形成在导体部4的顶部8的上表面(表面)上的低熔点金属层10暴露,另一方面粘接部5将形成在导体部4的除了顶部8以外的部分的上表面的低熔点金属层10覆盖起来。也就是说,粘接部5形成在形成于导体部4的除了顶部8以外的部分的上表面的那一部分低熔点金属层10的上表面。
另外,粘接部5的上表面比形成在导体部4的顶部8的上表面上的低熔点金属层10的上表面稍靠下侧地形成。
并且,形成为上述形状的导体部4的顶部8和形成在该顶部8的上表面上的低熔点金属层10成为导体区域2,形成为上述形状的粘接部5成为粘接区域3。
也就是说,导体区域2沿前后方向(一方向)连续地自粘接部5暴露。另外,导体区域2与沿左右方向形成的多个顶部8相对应地具有沿左右方向空开间隔地配置的多个线条部35。
各线条部35形成为沿前后方向呈线状地自粘接部5暴露的部分。线条部35的宽度(左右方向长度)W1例如为0.2mm~1.7mm,优选为0.2mm~0.7mm。
粘接区域3沿导体区域2暴露,其配置在各线条部35的左右方向两侧。另外,粘接区域3的宽度W2例如为0.3mm~1.8mm,优选为0.3mm~0.8mm。
因而,导电性粘接带1的上表面在左右方向上形成为粘接区域3和导体区域2交替反复的图案。
接下来,参照图2说明该导电性粘接带1的制造方法。
例如采用卷对卷(roll to roll)方式实施该方法。
即,首先如图2的(a)所示,准备导体板13。
导体板13是在前后方向较长的长条状的片材(带),作为形成导体板13的导体,例如可以列举铜、铝、镍、银、铁、铅或这些物质的合金等。其中,从导电性、成本、加工性的观点出发,可以使用铜、铝,更优选使用铜。
然后,在本方法中,如图2的(b)所示,在导体板13的上表面和下表面上形成低熔点金属层10。
作为形成低熔点金属层10的金属,例如可以使用从锡、铋和铟中选出的至少2种的金属的合金,优选使用锡-铋合金,锡-铟合金。
另外,锡-铋合金中的铋浓度例如为45质量%~70质量%,锡-铟合金中的铟浓度例如为40质量%~65质量%。
并且,在金属为合金的情况下,上述金属的熔点低于构成合金的各金属的熔点,详细而言为120℃~150℃。
作为形成低熔点金属层10的方法,例如可以电镀或溅射上述金属,优选电镀上述金属,更优选电解镀上述金属。
接下来,在本方法中,如图2的(c)所示,通过对形成有低熔点金属层10的导体板13进行弯曲加工,形成上述形状的导体部4。
作为弯曲加工,例如可以是使用模具14的弯曲加工。
如图3所示,模具14是沿上下方向相邻配置的2个滚压模具14(回转式模具),其轴线沿左右方向,且成形为上述的截面(沿左右方向的截面)大致呈S字状波形,各滚压模具14沿上下方向彼此啮合。另外,滚压模具14以向输送方向下游侧(图3中的前侧)输送导体板13的方式进行旋转。
在进行弯曲加工时,一边使导体板13沿前后方向在2个滚压模具14间通过,一边利用由2个滚压模具14产生的夹持力(沿上下方向夹持的力)将导体板13成形为截面大致呈S字状波形。
然后,在本方法中,如图2的(d)所示将粘接部5形成在导体部4上。
作为形成粘接部5的粘接材料,例如可以使用热固化性粘接剂、热塑性粘接剂等的粘接剂。
作为热固化性粘接剂,例如可以使用环氧系粘接剂、热固化性聚酰亚胺系粘接剂、酚醛系粘接剂、尿素系粘接剂、三聚氰胺系粘接剂、不饱和聚酯系粘接剂、邻苯二甲酸二烯丙基系粘接剂、有机硅类粘接剂、热固化性聚氨酯系粘接剂等。
作为热塑性粘接剂,例如可以列举丙烯系粘接剂、橡胶系粘接剂、聚烯烃系粘接剂等。
作为粘接剂,优选使用热固化性粘接剂,更优选使用环氧类粘接剂。
环氧类粘接剂例如以适当的比例含有环氧树脂和固化剂。
具体而言,作为环氧树脂,可列举出例如双酚型环氧树脂(例如双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、二聚酸改性双酚型环氧树脂等)、酚醛清漆型环氧树脂(例如苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、联苯型环氧树脂等)、萘型环氧树脂、芴型环氧树脂(例如二芳基芴型环氧树脂等)、三苯基甲烷型环氧树脂(例如三羟基苯基甲烷型环氧树脂等)等芳香族系环氧树脂,例如三环氧丙基异氰脲酸酯(三缩水甘油基异氰脲酸酯)、乙内酰脲环氧树脂等含氮环环氧树脂,例如脂肪族型环氧树脂、脂环族型环氧树脂(例如双环型环氧树脂等)、缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂等。
这些环氧树脂可以单独使用或者将两种以上组合使用。
固化剂是能通过加热使环氧树脂固化的潜在性固化剂(环氧树脂固化剂),例如可列举出胺化合物、酸酐化合物、酰胺化合物、酰肼化合物、咪唑啉化合物等。另外,除了上述以外,还可列举出酚类化合物、尿素化合物、多硫化合物等。
作为胺化合物,可列举出例如乙二胺、丙二胺、二乙三胺、三乙四胺等多胺或它们的胺加合物等,例如间苯二胺、二氨基二苯甲烷、二氨基二苯砜等。
作为酸酐化合物,例如可列举出邻苯二甲酸酐(phthalicanhydride)、马来酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、4-甲基-六氢邻苯二甲酸酐、甲基纳迪克酸酐(methyl nadicanhydride)、均苯四酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐、二氯琥珀酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、氯菌酸酐(chlore ndic anhydride)等。
作为酰胺化合物,例如可列举出双氰胺、聚酰胺等。
作为酰肼化合物,例如可列举出己二酸二酰肼等。
作为咪唑啉化合物,例如可列举出甲基咪唑啉、2-乙基-4-甲基咪唑啉、乙基咪唑啉、异丙基咪唑啉、2,4-二甲基咪唑啉、苯基咪唑啉、十一烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、2-苯基-4-甲基咪唑啉等。
这些固化剂可以单独使用或者将两种以上组合使用。
另外,在环氧系粘接剂中,根据需要,例如可以以适当比例含有固化促进剂等公知的添加剂。
作为固化促进剂,可列举出例如2-苯基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基-4-甲基-5-羟基甲基咪唑等咪唑化合物,例如三乙二胺、三-2,4,6-二甲基氨基甲基苯酚等叔胺化合物,例如三苯基膦、四苯基硼酸四苯基鏻、O,O-二乙基二硫代磷酸四正丁基鏻等磷化合物,例如季铵盐化合物、有机金属盐化合物、以及它们的衍生物等。这些固化促进剂可以单独使用或者将两种以上组合使用。
另外,作为粘接剂,优选还列举出热塑性粘接剂,进一步优选列举出丙烯酸系粘接剂。
丙烯酸系粘接剂例如是含有如下物质的乙烯基单体的聚合物:含有(甲基)丙烯酸酸丁酯等(甲基)丙烯酸酸烷基酯作为主要成分、并进一步根据需要而含有(甲基)丙烯酸酸等含反应性官能团的乙烯基单体。
此外,上述粘接剂也可以制备成溶解于溶剂的溶液(清漆)。作为溶剂,可列举出例如丙酮、甲乙酮等酮类,例如醋酸乙酯等酯类,例如N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类等有机溶剂,例如水,例如甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇等醇类等水系溶剂。优选列举出有机溶剂,进一步优选列举出酮类、酰胺类。
作为形成上述粘接剂的方法,例如可以采用刮刀涂敷(bladecoater)法、凹版涂敷(gravure coater)法等涂敷方法,优选刮刀涂布法。
在刮刀涂布法中,如图4所示,采用具有刮刀15的刮刀涂布机41作为涂敷装置(coater)。
刮刀15例如是由公知的弹性体树脂等树脂材料等构成的刮板。刮刀15沿左右方向设置,其下端部与形成在导体部4的顶部8的上表面上的低熔点金属层10的上表面接触,并且,刮刀15设置为能够相对于被输送到输送方向下游侧(后侧)的导体部4和低熔点金属层10相对滑动。
在刮刀涂布法中,在导体部4上依据涂敷量呈块状地配置粘接剂,形成涂敷存积部16。涂敷存积部16在低熔点金属层10的上表面上遍布左右方向地形成在刮刀15的前侧,并且较厚地形成在低熔点金属层10的上表面上。
然后,例如一边将刮刀15推压于形成在导体部4的顶部8的上表面上的低熔点金属层10,一边使刮刀15相对于导体部4和低熔点金属层10向输送方向上流侧相对滑动。
详细而言,通过使刮刀15在形成于顶部8上表面的低熔点金属层10的上表面上进行相对滑动,能够将形成于顶部8的上表面的低熔点金属层10的上表面所形成的涂敷存积部16刮掉(擦掉)。由此,顶部8上的低熔点金属层10暴露,形成导体区域2。
与此同时,形成在除了顶部8以外的低熔点金属层10的上表面上的涂敷存积部16被填充在上侧凹部11内,并且该填充的涂敷存积部16的上侧部分被刮掉,形成粘接部5。详细而言,使粘接部5的上表面形成为比顶部8的上表面稍低的高度地将涂敷存积部16弄平。
然后,根据需要,进行烘干而使溶剂蒸发。
接下来,在粘接材料为热固化性粘接剂的情况下,通过加热使粘接材料处于B级(半固化)状态。加热温度例如为30℃~80℃,优选为40℃~60℃。
由此,形成粘接部5,获得具备粘接区域3和导体区域2的导电性粘接带1。
图5表示本发明的太阳能电池组件的一实施方式(光电转换部是非晶硅类的形态)的立体图,图6是对端子和集电极(左侧部分)的连接构造进行说明的放大立体图,图7是图6的连接构造的侧剖视图,图8是图6的连接构造的正剖视图。另外,在图5~图7中,为了明确地表示太阳能电池单元19和集电极17的相对配置结构,省略表示保护部23。
接下来,参照图5~图8说明将该导电性粘接带1用作集电极17的本发明的太阳能电池组件的一实施方式(光电转换部是非晶硅类的形态)。
在图5中,该太阳能电池组件18具备太阳能电池单元19和集电极17。另外,太阳能电池组件18具备取出部21和保护部23(参照图8的假想线)。
太阳能电池单元19沿前后方向并列配置多个,各太阳能电池单元19形成为沿左右方向较长的俯视呈大致矩形的形状。另外,太阳能电池单元19具备布线板53和光电转换部22。
布线板53形成在光电转换部22的下表面上,构成太阳能电池单元19的外形形状,详细而言形成为沿左右方向较长地延伸的俯视呈大致矩形的形状。
光电转换部22在布线板53的上表面上例如由非晶质(非结晶)硅类的太阳能电池元件构成,太阳能电池元件沿左右方向并列配置多个。光电转换部22通过接受太阳光而产生载流子(电子或空穴)。光电转换部22使布线板53的左右方向两端部暴露地配置在布线板53的左右方向中途(中央)。
于是,布线板53的上表面自光电转换部22暴露的左右方向两端部成为端子20。
集电极17由上述的导电性粘接带1构成,其沿前后方向延伸地以连接各端子20的方式配置有2个。即,设置为:一个(右侧)集电极17将配置在各光电转换部22的右侧端部的端子20电连接起来,并且,另一个(左侧)集电极17将配置在各光电转换部22的左侧端部的端子20电连接起来。
如图6和图8所示,集电极17配置为使导体区域2和粘接区域3与端子20的上表面面对。详细而言,导体区域2和粘接区域3指向下方,导体区域2与端子20的上表面接触,并且粘接区域3粘接于端子20的上表面。
在导体区域2上,导体部4的顶部8借助低熔点金属层10与端子20接合(金属接合)。
并且,如图5~图7所示,集电极17跨过沿前后方向并列的多个端子20间地配置(架设)。
如图8的假想线所示,保护部23是为了保护太阳能电池单元19和集电极17而设置的,其具备密封层24和玻璃板25。
密封层24埋设(密封)太阳能电池单元19和集电极17。也就是说,密封层24形成在太阳能电池单元19及集电极17的上侧、下侧和周围。作为形成密封层24的材料,例如可以使用,乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等密封树脂。密封树脂的熔融温度例如为40℃~70℃,固化(交联)温度例如为120℃~180℃。
覆盖密封层24的上表面和下表面地形成2个玻璃板25。
如图5所示,取出部21借助布线26与2个集电极17相连接。
为了制造该太阳能电池组件18,例如准备多个太阳能电池单元19,并且准备由导电性粘接带1构成的集电极17。
并且,准备下侧的玻璃板25,在该玻璃板25上形成密封层24的下侧部分,然后,在该下侧部分上配置多个太阳能电池单元19。然后,在将集电极17(图1所示的导电性粘接带1)上下翻转后,将集电极17的导体区域2和粘接区域3与端子20的上表面面对地配置在该上表面上,从而将导体区域2和粘接区域3载置在端子20的上表面上。
然后,利用上侧和周围的密封层24覆盖各太阳能电池单元19和各集电极17,接着利用上侧的玻璃板25覆盖密封层24的上表面。由此制作层叠体。
然后,加热层叠体。
加热温度例如为130℃~200℃,优选为120℃~160℃,加热时间例如为5分钟~60分钟,优选为5分钟~40分钟。
另外,也可以在进行上述的加热处理时一并进行压接(即加热压接)。压力例如为0.5MPa~10MPa,优选为1MPa~5MPa。
通过加热使密封层24的密封树脂熔融以及固化(交联),从而密封太阳能电池单元19和集电极17。
另外,利用该加热处理,使集电极17的导体区域2中的形成低熔点金属层10的金属熔融,借助该金属使导体部4的顶部8的下表面与端子20的上表面接合,并且在粘接区域3中,在粘接材料为热固化性粘接剂的情况下,热固化性粘接剂固化(完全固化)而使粘接部5粘接于端子20的上表面。
由此,集电极17牢固地粘接于端子20,并且集电极17和端子20导通。
然后,借助布线26连接集电极17和取出部21,或直接连接集电极17和取出部21。
由此,获得太阳能电池组件18。
在该太阳能电池组件18中,光电转换部22接受太阳光,从而产生载流子,所产生的载流子经由多个端子20被2个集电极17集电,自取出部21作为电力而被取出。
并且,在上述导电性粘接带1中,导体区域2是暴露的,因此导体区域2能够与端子20可靠地接触,而且导体区域2是沿前后方向连续地暴露的,因此能够充分地确保导体区域2与端子20的接触面积。
另外,粘接区域3沿导体区域2暴露,因此通过将粘接区域3粘接于端子20,能够使导体区域2与端子20可靠地接触,并且能够长时间维持该接触状态。
此外,当粘接区域3粘接于端子20时,由于导体区域2和端子20是直接接触的,因此能够防止粘接材料渗入到导体区域2与端子20之间。
因此,能够确保导体区域2与端子20间的优异的导电性以及可在长时间内维持该导电性的优异的耐久性,从而导电性粘接带1具有优异的导电性和耐久性。
并且,在将该导电性粘接带1用作集电极17时,能够对由太阳能电池单元19产生的载流子进行可靠的集电,具备太阳能电池单元19和集电极17的太阳能电池组件18具有优异的发电效率。
另外,在上述说明中,粘接区域3配置在导体区域2(线条部35)的两侧(左右方向两侧),但例如也可以配置在导体区域2(线条部35)的一侧(左右方向一侧),该结构未图示。
在该情况下,线条部35设置有1个,即导体部4的上部6和下部7分别设置1个,粘接部5填充在1个上侧凹部11内。由此,粘接区域3配置在与1个线条部35相对应地形成的导体区域2的一侧。
优选如图1所示,将粘接区域3配置在导体区域2的两侧,并设置多个线条部35。
由此,能够提高粘接区域3与端子20的粘接力,并且能够更加充分地确保导体区域2与端子20的接触面积。
图9表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(未形成低熔点金属层的形态)的立体图,图10表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部的截面形成为大致曲折状的形态)的立体图,图11表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部的截面形成为大致梳子状的形态)的立体图,图12和图13表示用于说明图11所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,图14表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部具有截面为大致椭圆形状的导线的形态)的立体图,图15表示用于说明图14所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,图16表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(导体部具有截面大致为矩形的导体的形态)的立体图,图17表示用于说明图16所示的导电性粘接带的制造方法的工序图,图18表示作为本发明的导电性粘接构件的另一实施方式的导电性粘接带(粘接部形成在导体部的上侧和下侧的形态)的立体图。
另外,在图10~图18中,为了明确表示导体部4和粘接部5的相对配置结构,省略表示低熔点金属层10。
另外,在以下的各附图中,对于与上述各部相对应的构件,标注相同的参照附图标记,省略对其详细说明。
在上述说明中,在导体区域2的表面形成低熔点金属层10,但例如也可以如图9所示,不在表面形成低熔点金属层10地使导体部4暴露表面。
在图9中,导体部4的顶部8自粘接部5暴露。另外,除了顶部8以外的导体部4的上表面与粘接部5接触。
并且,导体部4的顶部8构成导体区域2。
在制造将该导电性粘接带1用作集电极17的太阳能电池组件18的情况下,通过加热层叠体,导体区域2并不借助低熔点金属层10与端子20的上表面进行金属接合,而是与端子20的上表面接触(抵接)。
优选如图1所示,在导体区域2的表面形成低熔点金属层10。
由此,如图8所示,通过使形成低熔点金属层10的金属熔融,使导体部4和端子20之间牢固地接合,因此能够确保更加优异的导电性和耐久性。
另外,在上述说明中,将导体部4的截面形成为大致S字状的波形形状,但例如也可以如图10所示将截面形成为大致曲折状。
在图10中,导体部4包括平坦部27和コ字部28,该コ字部28与平坦部27的左右方向两端部连续地形成,且向下侧凹陷而形成为向上方敞口的截面大致为コ字形的形状。
コ字部28一体地包括彼此面对的2个侧壁51和连结侧壁51的底壁52。
コ字部28形成作为凹部的上侧凹部11,并且平坦部27和コ字部28的侧壁51形成下侧凹部12。
粘接部5填充在上侧凹部11内。
由此,使平坦部27的上表面暴露,平坦部27成为导体区域2,粘接部5成为粘接区域3。
另外,如图11所示,也可以将导体部4的截面形成为大致梳子状。
导体部4一体地包括平板部29和自平板部29向上侧突出的突出部40。
平板部29遍布左右方向地连续形成。
突出部40自平板部29的上部向上侧突出成截面为大致矩形的形状地形成,且沿左右方向空开间隔地配置有多个。突出部40形成线条部35。
另外,突出部40和自突出部40暴露的平板部29形成作为凹部的上侧凹部11。
粘接部5填充在上侧凹部11内。
由此,突出部40的上表面暴露,突出部40成为导体区域2,粘接部5成为粘接区域3。
接下来,参照图12对制造图11的导电性粘接带1的方法进行说明。
在本方法中,首先如图12的(a)所示,准备长条平板状的导体片39。
导体片39由与上述导体板13相同的导体形成。导体片39的厚度T3例如为12μm~50μm,优选为25μm~35μm。
然后,如图12的(b)所示,在导体片39的上表面以与突出部40相同的图案形成抗蚀阻剂30。
然后,如图12的(c)所示,自上侧对自抗蚀阻剂30暴露的导体片39进行半蚀至厚度方向中途。由此,形成突出部40和平板部29。
然后,去除抗蚀阻剂30。
接着,如图12的(d)所示,将粘接部5填充在上侧凹部11内。作为填充粘接部5的方法,可以采用与上述相同的涂敷方法。另外,在粘接材料是热固化性粘接剂的情况下,通过加热使粘接材料处于B级(半固化)状态。
由此,获得图11的导电性粘接带1。
另外,在上述方法中,通过对导体片39进行蚀刻而形成突出部40,但例如也可以如图13所示通过进行电镀等而形成突出部40。
即,在本方法中,首先如图13的(a)所示,准备构成平板部29的导体片39。另外,与图12的(a)所示的导体片39相比,图13的(a)所示的导体片39形成为较薄,该变薄的部分为与突出部40相对应的厚度,详细而言该导体片39的厚度T4例如为1μm~10μm,优选为2μm~5μm。
接下来,如图13的(b)所示,在导体片39的上表面以突出部40的反转图案形成抗镀层31。另外,抗镀层31也形成在导体片39的整个下表面上。
然后,如图13的(c)所示,例如通过进行电解镀或非电解镀等电镀,在导体片39上形成突出部40。
然后,去除抗镀层31。
接下来,如图13的(d)所示,在上侧凹部11内填充粘接部5。另外,在粘接材料是热固化性粘接剂的情况下,通过加热使粘接材料处于B级(半固化)状态。
另外,在上述说明中,由1张片材形成导体部4,但例如也可以如图14和图16所示,利用多条导线32形成导体部4。
在图14中,粘接部5形成为沿前后方向和左右方向延伸的1个片状,详细而言俯视看形成为大致矩形。
导体部4由多条导线32构成,该导线32沿左右方向空开间隔地并列配置。各导线32沿前后方向延伸,剖视形成为沿左右方向较长的大致椭圆状。
导线32的顶部8的上表面自粘接部5暴露,并且除了顶部8以外的导线32(导线32的厚度方向中央部和下部7)的周面被粘接部5覆盖。
并且,导线32的顶部8形成导体区域2,粘接部5形成粘接区域3。
接下来,参照图15对制造具备上述导体区域2和粘接区域3的导电性粘接带1的方法进行说明。
在本方法中,首先如图15的(a)所示,在离型片33的上表面形成粘接部5。利用用于涂敷粘接材料的公知的涂敷方法形成粘接部5。
离型片33例如由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片等公知的树脂片等形成。
另外,在粘接材料是热固化性粘接剂的情况下,通过加热使粘接材料处于B级(半固化)状态。
然后,如图15的(b)所示,准备多条导线32,接着如图15的(b)的箭头和图15的(c)所示,将各导线32压入粘接部5中。使导线32的顶部8暴露且将导线32的厚度方向中央部和下部7(包括底部9在内的下部7)埋设在粘接部5内地压入导线32。
由此,获得图14所示的导电性粘接带1。
另外,在上述说明中,将导线32的截面形成为大致椭圆状,但导线32的截面形状没有特别限定,例如截面也可以形成为大致圆形,此外截面还可以形成为大致矩形(图16)、三角形等大致的多边形。
在图16中,各导线32形成为沿左右方向较长的截面为矩形的形状,在左右方向上,分割粘接部5地遍布上下方向地连续形成导线32。即,在上下方向上贯穿粘接部5地形成导线32。
粘接部5配置在各导线32间,且覆盖各导线32的两个侧面的整个表面地形成。
在导体部4中,导线32的上表面和下表面这两个表面暴露,导线32的上侧和下侧这两侧成为导体区域2。另外,粘接部5的上表面和下表面这两个表面暴露,粘接部5的上侧和下侧这两侧成为导体区域2。
另外,在上下方向上,导线32的上表面和粘接部5的上表面形成在大致同一个面上,导线32的下表面和粘接部5的下表面形成在大致同一个面上。
接下来,参照图17对制造具备上述导体区域2和粘接区域3的导电性粘接带1的方法进行说明。
在本方法中,首先如图17的(a)所示,准备在上表面预先层叠有粘合剂层34的离型片33,然后在离型片33上隔着粘合剂层34层叠导体片39。粘合剂层34例如由环氧系粘合剂或丙烯系粘合剂等公知的粘合剂形成。
然后,如图17的(b)所示,在导体片39上,对与粘接部5相对应的部分进行蚀刻或剥离等,从而去除该部分。由此,形成由导线32构成的导体部4。
然后,如图17的(c)所示,将粘接部5形成在自导体部4暴露的粘合剂层34的上表面。另外,在粘接材料是热固化性粘接剂的情况下,通过进行加热而使粘接材料处于B级(半固化)状态。
由此,获得图16所示的导电性粘接带1。
另外,在上述图1的说明中,将粘接部5形成在导体部4的上侧,但例如也可以如图18所示,将粘接部5形成在导体部4的上侧和下侧这两侧。
在图18中,粘接部5填充在导体部4的上侧凹部11内和作为凹部的下侧凹部12内这两处。
填充在下侧凹部12内的粘接部5使导体部4的底部9的下表面暴露地覆盖导体部4的除了底部9以外的部分的下表面。填充在下侧凹部12内的粘接部5的下表面比导体部4的底部9的下表面稍靠上侧地形成。
并且,导体部4的顶部8和底部9成为导体区域2,填充在上侧凹部11内及下侧凹部12内的粘接部5成为粘接区域3。
图19表示本发明的太阳能电池组件的另一实施方式(光电转换部是结晶硅系的形态)的立体图,图20表示图19所示的太阳能电池组件的俯视图,图21是图20所示的太阳能电池组件的放大图,表示A-A侧剖视图。
另外,在图19和图20中,为了明确地表示太阳能电池单元19和集电极17的相对配置结构,省略表示保护部23。
接下来,参照图19~图21说明将图18所示的导电性粘接带1用作集电极17的本发明的太阳能电池组件的另一实施方式(光电转换部是结晶硅类的形态)。
在图19和图20中,在该太阳能电池组件18中,太阳能电池单元19沿前后方向和左右方向排列配置多个。各太阳能电池单元19形成为俯视呈大致矩形,具备光电转换部42和端子(未图示)。
光电转换部42例如是单晶体或多晶体的结晶硅类太阳能电池元件。光电转换部42形成在各太阳能电池单元19的大致整个表面(除了端子以外的表面)上,另一方面,在光电转换部42的上表面和下表面上设置有2个端子(未图示)。
上侧的端子的上表面暴露,并且下侧的端子的下表面暴露。
集电极17由图18所示的导电性粘接带1构成,该导电性粘接带1沿前后方向细长延伸地将在前后方向并列配置的太阳能电池单元19电连接起来。详细而言,集电极17连接沿前后方向相邻的光电转换部42。另外,在各光电转换部42上,集电极17沿左右方向空开间隔地并列配置两列。
接下来,参照图21,以沿前后方向相邻的2个光电转换部42为例,说明利用上述集电极17的连接构造。
沿前后方向相邻的2个光电转换部42由前部42a和与该前部42a空开间隔地配置在该前部42a的后侧的后部42b构成。
并且,集电极17的前端部与形成在前部42a的上侧的端子电连接,并且集电极17的后端部与形成在后部42b的下侧的端子电连接。
详细而言,参照图18,在集电极17的前端部,下侧的导体区域2与形成在前部42a的上侧的端子(未图示)的上表面接触,并且下侧的粘接区域3粘接于上述端子(未图示)的上表面。
另一方面,在集电极17的后端部,上侧的导体区域2与形成在后部42b的下侧的端子(未图示)的下表面接触,并且上侧的粘接区域3粘接于上述端子(未图示)的下表面。
即,在集电极17中,上侧的导体区域2与形成在后部42b的下侧的端子(未图示)的下表面接触,下侧的导体区域2与形成在前部42a的上侧的端子(未图示)的上表面接触,并且上侧的粘接区域3与形成在后部42b的下侧的端子(未图示)粘接,下侧的粘接区域3与形成在前部42a的上侧的端子(未图示)粘接。
各集电极17电连接彼此相邻的太阳能电池单元19的光电转换部42,从而串联连接沿前后方向并列配置的太阳能电池单元19。
另外,连接最前部的太阳能电池单元19的集电极17与取出部21(参照图5)相连接,并且太阳能电池单元19和集电极17被保护部23(图21的假想线)保护,上述结构在图19和图20中未图示。
并且,只要是由图18所示的导电性粘接带1构成的集电极17,也就可以连接将结晶硅类的太阳能电池元件用作光电转换部42的太阳能电池单元19。
另外,也可以将图16所示的导电性粘接带1作为集电极17而用于连接图21所示的太阳能电池单元19。在该情况下,如图17的(d)的假想线所示,将形成在粘接部5和导体部4的下侧的离型片33与粘合剂层34一并剥下。
另外,图1、图9、图10和图18所示的导电性粘接带1的粘接部5至少填充在上侧凹部11内。因此,利用上述导电性粘接带1,能够利用上侧凹部11支承该粘接部5。
结果,与如图14和图16所示的粘接部5未填充在上侧凹部11内且粘接部5的上表面和下表面均暴露的导电性粘接带1相比,上述导电性粘接带1能够提高机械强度。
另外,在上述说明中,将本发明的导电性粘接构件作为导电性粘接带1进行了说明,但例如也可以将本发明的导电性粘接构件用作导电性粘接片或导电性粘接薄膜。
另外,在上述说明中,将导电性粘接带1用作太阳能电池组件18中的集电极17,但导电性粘接带1的用途没有特别限定,例如也可以用于连接除了太阳能电池组件18以外的各种电气设备的连接端子间。
实施例
以下表示实施例和比较例,更加具体地说明本发明,但本发明完全不限定于下述例子。
另外,图22表示对实施例的评价(接触阻抗试验)所用的试验片和端子的连接状态进行说明的立体图,图23是表示导体区域与端子的接触面积和接触阻抗试验中的阻抗的关系的图表,图24表示实施例的评价(耐久试验)所用的评价用样品的俯视图,图25表示图24所示的实施例的评价用样品的B-B正剖视图。
导电性粘接带的制造
实施例1
准备宽度(左右方向长度)为250mm、厚度(T1)为35μm的长条状的由铜构成的导体板(参照图2的(a))。
然后,利用电解镀将由锡-铋合金(熔点为139℃)构成的厚度(T2)为10μm的低熔点金属层形成在导体板的上表面和下表面上(参照图2的(b))。
然后,对形成有低熔点金属层的导体板进行采用上述滚压模具的弯曲加工,成形出截面为S字波形状的导体部(参照图2的(c)和图3)。
在导体部,顶部的上表面与底部的上表面之间的长度(L1)为35μm,间距(L2和L3)为1.0mm。
然后,用使用上述的由弹性体树脂构成的刮刀(刮板)的刮刀涂布法,将含有环氧树脂(双酚A型环氧树脂、环氧当量为600g/eqiv.~700g/eqiv.)100质量部、固化剂(酚醛化合物)4质量部和固化促进剂(咪唑化合物)1质量部的环氧系粘接剂涂敷在导体部上,然后烘干,接着加热到40℃~60℃,从而使环氧系粘接剂处于B级状态(半固化状态),形成了粘接部(参照图2的(d)和图4)。
由此,获得了具备宽度为0.6mm(W2)的粘接区域和宽度为0.4mm(W1)的导体区域的导电性粘接带(参照图1)。
比较例1
按照日本特公昭47-51798号公报的实施例2的记载,制作了导电性粘接带。
即,在导体板的加工中,除了俯视看去形成了点状的隆起部的这一点和在涂敷环氧系粘接剂时采用的是使用金属制刀的刀涂敷(knife coater)法的这一点以外,与实施例1相同地进行处理,获得了导电性粘接带。
在得到的导电性粘接带上,在导体部的隆起部的上表面也形成有粘接部,未形成有导体区域。
评价
1.接触阻抗试验(JIS(日本工业标准)C2526,1994年
版)
如图22所示,将在实施例1和比较例1中获得的导电性粘接带1切割成长度(前后方向长度)为50mm、宽度(左右方向长度)为5mm的尺寸,获得试验件50,使用所获得的试验件进行JISC2526(1994年版,四端子法)的接触阻抗试验。
在实施例1中,首先使试验件50的导体区域2及粘接区域3与端子45接触,然后,以150℃、2MPa的条件进行5分钟的加热压接,从而使试验件50与端子45连接以及粘接。
另一方面,在比较例1中,使粘接区域与端子接触,然后以150℃、2MPa的条件进行5分钟的加热压接,从而使试验片50与端子接合。
结果如图23所示。
另外,如图22所示,实施例1和比较例1的试验件50与端子45间的接触面积为50mm2。另外,将实施例1的导体区域2与端子45间的接触面积视作导体区域2的暴露面积,利用光学显微镜的图像进行计算。结果如图23所示。
另一方面,在比较例1中,在进行上述的加热压接时,隆起部自粘接区域局部地作为导体区域暴露。将该导体区域与端子间的接触面积视作在剥离后暴露于表面的导体区域的面积,利用光学显微镜的图像进行计算。结果如图23所示。
2.耐久试验
如图24和图25所示,准备了评价用的端子基板45。
端子基板45包括由玻璃-环氧树脂构成的基板43和在该基板43之上形成为规定图案的端子44。端子44沿左右方向空开间隔地设置4个,各端子44(第1端子46、第2端子47、第3端子48和第4端子49)沿前后方向延伸。另外,第1端子46、第2端子47、第3端子48和第4端子49从右侧向左侧依次配置。
并且,将各端子44的前端部和利用上述的“1.接触阻抗试验”制成的实施例1及比较例1的试验件50连接。另外,以与上述的“1.接触阻抗试验”相同的条件实施了连接。
另外,借助布线37将第2端子47的后端部、第4端子49的后端部与恒流电源36连接,并且借助布线37将第1端子46的后端部和第2端子47的后端部与电位计38连接,从而形成了电路。
由此,制成评价用样品。
然后,以表1所示的耐久条件(1~4)对电路通以2A的电流,对评价用样品实施了耐久试验。
表1
*1:在-40℃和85℃间往复的加热循环试验
结果,在实施例1中确认:在1~4中任意的耐久条件下,阻抗均未增大。
另一方面,在比较例1中确认到:在1~4中任意的耐久条件下,阻抗均增大。
另外,作为本发明的例示的实施方式,提供了上述说明,但这只是例示,不能限定性地解释。在后述的权利要求书中包含对于该技术领域的本领域技术人员显而易见的本发明的变形例。
Claims (7)
1.一种导电性粘接构件,其特征在于,该导电性粘接构件包括:
导体区域,其沿一方向连续地暴露;
粘接区域,其沿上述导体区域暴露。
2.根据权利要求1所述的导电性粘接构件,其特征在于,上述粘接区域配置在上述导体区域的两侧。
3.根据权利要求1所述的导电性粘接构件,其特征在于,
上述导体区域具备多个线条部。
4.根据权利要求1所述的导电性粘接构件,其特征在于,
该导电性粘接构件包括:
导体部,其具有凹部;
粘接部,其填充在上述凹部内,
上述粘接区域是上述粘接部;
上述导体区域是上述导体部的自上述粘接部暴露的部分。
5.根据权利要求1所述的导电性粘接构件,其特征在于,
上述导体区域具有形成于该导体区域的表面的低熔点金属层。
6.根据权利要求1所述的导电性粘接构件,其特征在于,
将该导电性粘接构件用作对由太阳能电池单元产生的载流子进行集电的集电极。
7.一种太阳能电池组件,其特征在于,该太阳能电池组件包括:
太阳能电池单元;
导电性粘接构件,其被用作对由上述太阳能电池单元产生的载流子进行集电的集电极,
上述导电性粘接构件包括:
导体区域,其沿一方向连续地暴露;
粘接区域,其沿上述导体区域暴露。
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