JP2013089770A - 導電性接着剤、並びに、それを用いた太陽電池モジュール、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】太陽電池セルの電極とタブ線とを接続するための導電性接着剤であって、硬化性樹脂と、導電性粒子と、硬化剤と、チタンブラックのみからなる黒色着色剤とを含有する導電性接着剤である。
【選択図】図1
Description
従来のタブ線は、銅線表面に半田塗布したタイプが使用されていた。しかし、半田接続には高温が必要であることから、受光面のパネル割れや反り、タブ線からはみ出した(漏洩した)半田によるショートなどが発生し、不具合の原因となっていた。
そこで、半田に代わる接続材料として導電性接着剤などの接着剤が使用されてきている。このような接着剤を塗布したタブ線としては、銅線の全面に導電性接着剤を塗布したタブ線がある。このようなタブ線では、低温で接続できることから、太陽電池セルの反り、クラックなどが発生してしまうという問題が低減できる。
そして、このような接続において用いられる導電性接着剤としては、例えば、カーボンブラックを含有する導電性接着剤が挙げられる(例えば、特許文献1参照)。
しかし、この導電性接着剤を用いた場合、カメラ認識性には優れるものの、接着性、及び接続信頼性が十分ではないという問題があった。また、保存安定性が十分ではないという問題があった。更に、接続位置からはみ出すことにより、発電効率を低下させるという問題があった。
<1> 太陽電池セルの電極とタブ線とを接続するための導電性接着剤であって、
硬化性樹脂と、導電性粒子と、硬化剤と、チタンブラックのみからなる黒色着色剤とを含有することを特徴とする導電性接着剤である。
<2> チタンブラックのみからなる黒色着色剤の含有量が、導電性接着剤中の樹脂に対して0.1質量%〜10.0質量%である前記<1>に記載の導電性接着剤である。
<3> 導電性粒子の含有量が、導電性接着剤中の樹脂に対して3質量%〜10質量%である前記<1>から<2>のいずれかに記載の導電性接着剤である。
<4> フィルム状及びペースト状のいずれかである前記<1>から<3>のいずれかに記載の導電性接着剤である。
<5> 電極を有する太陽電池セルと、タブ線と、接着層とを有し、前記太陽電池セルの前記電極と前記タブ線とが、前記接着層を介して接続されており、
前記接着層が、前記<1>から<4>のいずれかに記載の導電性接着剤からなることを特徴とする太陽電池モジュールである。
<6> 電極を有する太陽電池セルの前記電極上に、前記<1>から<4>のいずれかに記載の導電性接着剤からなる接着層、及びタブ線を、前記電極と前記タブ線とが、押圧及び加熱により、前記接着層を介して接着されかつ電気的に接続されるように配置する配置工程と、
前記太陽電池セルを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う被覆工程と、
前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する押圧工程と、
前記太陽電池セルが載置された加熱ステージを加熱する加熱工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法である。
本発明の導電性接着剤は、硬化性樹脂と、導電性粒子と、硬化剤と、チタンブラックのみからなる黒色着色剤とを少なくとも含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有する。
前記導電性接着剤は、太陽電池セルの電極とタブ線とを接続するための導電性接着剤である。
前記黒色着色剤は、チタンブラックのみからなる。前記黒色着色剤に、カーボンブラックなどが含有されていると、保存安定性の低下、発電効率の低下、接着性の低下、及び接続信頼性の低下が起こる。
前記チタンブラックとは、黒色系酸化チタンであり、二酸化チタンから酸素の一部が除かれた構造の黒色顔料である。前記チタンブラックは、黒色系低次酸化チタンとも呼ばれる。
前記市販品のチタンブラックは、若干青味があるものの、本発明においては、このようなものも前記チタンブラックとして用いることができる。
前記平均粒径は、例えば、粒度分布測定装置(マイクロトラックMT3100、日機装株式会社製)などにより測定することができる。
ここで、前記導電性接着剤中の樹脂としては、例えば、前記硬化性樹脂、前記硬化剤、膜形成樹脂、各種ゴムなどが挙げられる。
前記導電性粒子としては、導電性粒子であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、金コート銅粉、銀コート銅粉などが挙げられる。
これらの中でも、腐食を抑制する点から銀コート銅粉が好ましい。
前記銀コート銅粉とは、表面の少なくとも一部を銀で覆った銅粉である。前記銀コート銅粉を用いることにより、接続信頼性に優れるとともに、発電効率が低下しない導電性接着剤を得ることができる。
[1]硝酸銀、炭酸アンモニウム塩、及びEDTA(エチレンジアミン四酢酸)三ナトリウムの銀錯塩溶液を用いて金属銅粉の表面に金属銀を析出させる方法(例えば、特公昭57−59283号公報参照)。
[2]硝酸銀、アンモニア水、及びEDTAの銀錯塩溶液を用いて金属銅粉の表面に金属銀を析出させる方法(例えば、特開昭61−3802号公報参照)。
[3]キレート化剤溶液に銅粉を分散させた後、分散液に銀イオン溶液を加えて還元反応を促し、更に還元剤を添加して完全に還元析出させて、銅粉の表面に銀被膜を析出させる方法(例えば、特開平1−119602号公報参照)。
[4]銀イオンが存在する有機溶媒含有溶液中で、銀イオンと金属銅との置換反応により、銀を銅粒子の表面に被覆する方法(例えば、特開2006−161081号公報参照)。
[5]フレーク状に加工した銅粉を熱処理して銅粉表面を酸化し、次に、銅粉をアルカリ性溶液中で銅粉表面の有機物を除去及び水洗した後、酸性溶液中で銅粉表面の酸化物を酸洗及び水洗し、その後、この銅粉を分散させた酸性溶液中に還元剤を添加しpHを調整して銅粉スラリーを作製し、この銅粉スラリーに銀イオン溶液を連続的に添加することにより、無電解置換メッキと還元型無電解メッキにより銅粉表面に銀層を形成する方法(例えば、特開2010−174311号公報参照)。
これらの中でも、[5]の方法が好ましい。
前記平均粒径は、例えば、粒度分布測定装置(マイクロトラックMT3100、日機装株式会社製)などにより測定することができる。
ここで、前記導電性接着剤中の樹脂としては、例えば、前記硬化性樹脂、前記硬化剤、膜形成樹脂、各種ゴムなどが挙げられる。
前記硬化性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エポキシ樹脂、アクリレート樹脂などが挙げられる。
前記エポキシ樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ナフタレン型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノール型エポキシ樹脂(例えば、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂など)、スチルベン型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、フェノールアラルキル型エポキシ樹脂、ナフトール型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アクリレート樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、イソブチルアクリレート、エポキシアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジアクリレート、テトラメチレングリコールテトラアクリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジアクリロキシプロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシメトキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(アクリロキシエトキシ)フェニル]プロパン、ジシクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカニルアクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
また、前記アクリレートをメタクリレートにしたものが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記硬化剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−エチル4−メチルイミダゾールに代表されるイミダゾール類;ラウロイルパーオキサイド、ブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、ジブチルパーオキサイド、ベンジルパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ベンゾイルパーオキサイド等の有機過酸化物;有機アミン類等のアニオン系硬化剤;スルホニウム塩、オニウム塩、アルミニウムキレート剤等のカチオン系硬化剤などが挙げられる。
これらの中でも、エポキシ樹脂とイミダゾール系潜在性硬化剤の組み合わせ、アクリレート樹脂と有機過酸化物系硬化剤の組み合わせが特に好ましい。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、膜形成樹脂、シランカップリング剤、各種ゴム、充填剤、軟化剤、促進剤、老化防止剤、有機溶剤、イオンキャッチャー剤などが挙げられる。前記その他の成分の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記膜形成樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、フェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、ブタジエン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、フェノキシ樹脂が特に好ましい。
前記膜形成樹脂の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の太陽電池モジュールは、太陽電池セルと、タブ線と、接着層とを少なくとも有し、更に必要に応じて、封止用樹脂、防湿性バックシート、ガラスプレートなどのその他の部材を有する。
前記太陽電池セルの前記電極と前記タブ線とは、前記接着層を介して接続されている。
前記太陽電池セルとしては、光電変換部としての光電変換素子と電極とを有するものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、薄膜系太陽電池セル、結晶系太陽電池セルなどが挙げられる。
前記電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記タブ線としては、隣接する前記太陽電池セルの各間を電気的に接続する線であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記タブ線の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、リボン状などが挙げられる。
前記タブ線の平均幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、1mm〜6mmが好ましい。
前記タブ線の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、5μm〜300μmが好ましい。
前記接着層は、本発明の前記導電性接着剤からなる。即ち、前記接着層は、本発明の前記導電性接着剤から形成される。
この場合、タブ線となる幅広な材質(例えば、銅箔)上にフィルム状の前記導電性接着剤を積層して積層体を作製し、該積層体をタブ線の幅にスリットすることにより、前記接着層が形成された前記タブ線を得てもよい。
ここで、前記平均厚みは、任意に20cm2当たり5箇所を測定した際の平均値である。
前記封止用樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチレン/酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン/酢酸ビニル/トリアリルイソシアヌレート(EVAT)、ポリビニルブチラート(PVB)、ポリイソブチレン(PIB)、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂などが挙げられる。
前記防湿性バックシートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、アルミニウム(Al)、PETとAlとポリエチレン(PE)の積層体などが挙げられる。
前記ガラスプレートとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソーダ石灰フロートガラスプレートなどが挙げられる。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、配置工程と、被覆工程と、押圧工程と、加熱工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて、その他の工程を含む。
本発明の太陽電池モジュールの製造方法は、本発明の前記太陽電池モジュールの製造に好適に用いることができる。
前記配置工程としては、電極を有する太陽電池セルの前記電極上に、本発明の前記導電性接着剤からなる接着層、及びタブ線を、前記電極と前記タブ線とが、押圧及び加熱により、前記接着層を介して接着されかつ電気的に接続されるように配置する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記配置工程においては、予め前記タブ線上に前記導電性接着剤からなる前記接着層を形成した後に、前記接着層が形成された前記タブ線を前記太陽電池セルの前記電極の所望の位置に配置してもよいし、予め前記太陽電池セルの前記電極上に前記導電性接着層を形成した後に、前記タブ線を前記太陽電池セルの前記電極の所望の位置に配置してもよい。
前記被覆工程としては、前記太陽電池セルを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記押圧工程としては、前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記加熱工程としては、前記太陽電池セルが載置された加熱ステージを加熱する工程であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記減圧ラミネーターは、第一室と、第二室と、可撓性シートと、加熱ステージとを少なくとも有し、更に必要に応じて、その他の部材を有する。
前記第一室と前記第二室とは前記可撓性シートにより区画されている。
前記第一室と前記第二室とはそれぞれ独立に内圧が調整可能である。
前記加熱ステージは加熱可能であり、前記第二室内に配設されている。
また、上部ユニット11及び下部ユニット12のそれぞれには、各室がそれぞれ独立に内圧の調整が可能となるように、配管17、18が設けられている。配管17は、切替バルブ19で配管17aと配管17bとの二方向に分岐しており、配管18は、切替バルブ20で配管18aと配管18bとの二方向に分岐している。また、下部ユニット12には、加熱可能な加熱ステージ21が配設されている。
次に、図3Bに示すように、上部ユニット11と下部ユニット12とをシール部材13を介して、分離可能に一体化し、その後、配管17a及び配管18aのそれぞれに真空ポンプ(不図示)を接続し、第一室15及び第二室16内を高真空にする。
次に、図3Cに示すように、第二室16内を高真空に保ったまま、切替バルブ19を切り替えて、配管17bから第一室15に大気を導入する。この際に、加熱ステージ21を加熱する。結果、積層物22が、加熱ステージ21で加熱されつつ、可撓性シート14で押圧される。
次に、図3Dに示すように、切替バルブ20を切り替え、配管18bから第二室16内に大気を導入し、第一室15及び第二室16の内圧を同じにする。
最後に、図3Eに示すように、上部ユニット11と下部ユニット12とを引き離し、加熱ステージ21上から熱ラミネート処理された積層物22を取り出す。これにより、減圧ラミネーター10の操作サイクルが完了する。
図3A〜図3Eの操作を行うことにより、タブ線と電極との接続と、封止用樹脂による封止とが一括で実施可能になる。
図4Aは、配置工程及び被覆工程を説明するための概略断面図(減圧ラミネーターの部分拡大図)である。図4Bは、押圧工程及び加熱工程を説明するための概略断面図である。図4Cは、本発明の太陽電池モジュールの一例を示す概略断面図である。
図4Aに示すように、可撓性シート14で第一室15から区画された第二室16の加熱ステージ21上に、電極4が形成された太陽電池セル32を配置する。続いて、電極4上に、接着層2及びタブ線1を、電極4とタブ線1とが、押圧及び加熱により、接着層2を介して接着され、かつ電気的に接続されるように配置する。続いて、太陽電池セル32を覆うように、封止用樹脂5と、防湿性バックシート6とを順次配置する。
図4A〜図4Cにより、電極4とタブ線1とを接着かつ電気的に接続し、更に封止用樹脂で太陽電池セル32を封止するラミネート一括圧着を行うことができる。
<銀コート銅粉の製造>
銅粉として、アトマイズ法と呼ばれる製法により得られたアトマイズ銅粉を、更に機械的粉砕を施して得られた銅粉を使用した。なお、機械的攪拌時には、銅粉同士の凝集による粗大化を防止する目的で脂肪酸が添加されていると推測される。具体的には、日本アトマイズ加工社製のフレーク銅粉(AFS−Cu 7μm)を使用した。この銅粉は、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量累積粒径D50が7.9μmであった。
<太陽電池モジュールの作製>
−導電性接着フィルムの作製−
フェノキシ樹脂(PKHH、InChem社製)25質量部、アクリレート樹脂(NKエステルA−IB、新中村化学社製)45質量部、アクリルゴム(テイサンレジンSGP3、ナガセケムテックス社製)10質量部、イソプレン−スチレン共重合物(セプトン1001、クラレ社製)15質量部、硬化剤(ナイパーPW、日油社製、有機過酸化物)5質量部、導電性粒子(製造例1で得た銀コート銅粉、平均粒径10μm)5質量部、及びチタンブラック1(13MT、三菱マテリアル社製、平均粒径80nm)0.1質量部を混合して、導電性接着組成物を調製した。
次に、得られた導電性接着組成物を、表面が剥離処理された厚みが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)上に塗布した。80℃のオーブンで5分間加熱処理して成膜することで、平均厚みが22μmの導電性接着フィルムを得た。
銅箔に、前記導電性接着フィルムをラミネートし、前記導電性接着フィルムを積層させた銅箔を作製した。続いて、前記導電性接着フィルムを積層させた銅箔を幅4mmにスリットし、接着層付きタブ線を作製した。
図2に示す減圧ラミネーターを用い、図4A〜図4Cに示す方法によるラミネート一括圧着により、太陽電池モジュールを作製した。
太陽電池セルとしては、電極(白色)4が形成された太陽電池セル(Q6LTT−200、Q−Cells社製、結晶系太陽電池セル)を用いた。
電極4上に実施例1で作製した接着層付きタブ線(図4Aにおいて、導電性接着層2、及びタブ線1に相当)を仮貼りする条件は、加熱温度70℃、圧力0.5MPa、1秒間とした。
封止用樹脂は、厚み500μmのエチレン/酢酸ビニル共重合体を用いた。
防湿性バックシートは、厚み250μmのポリエチレンテレフタレート(凸版印刷社製、BS−SP)を用いた。
加熱押圧条件は、2MPa、加熱温度は180℃、15秒間とした。
上記で得られた導電性接着フィルム及び太陽電池モジュール以下の評価に供した。結果を表1に示す。
剥離フィルム付き導電性接着フィルムを幅4mmにスリットし、リール状に100m巻き取り、得られたリールを25℃50%RHで保存した。保存初期及び保存後から1月毎の導電性接着フィルムについて、DSC(示差走査熱量測定)の発熱量、溶融粘度、及び後述する接続信頼性を測定した。測定結果のいずれもが保存初期と変化しない最大の保存期間を保存可能期間とし、下記評価基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:保存可能期間が1年以上
○:保存可能期間が6ヶ月以上1年未満
△:保存可能期間が4ヶ月以上6ヶ月未満
×:保存可能期間が4ヶ月未満
得られた太陽電池モジュールの白色の電極に対して、導電性接着層(黒色)が適切に貼られているかを、視覚認識装置として、形FZ用200万画素デジタルモノクロカメラ(品名:形FZ−S2M、オムロン社製)を用いて判定した。具体的には、特定の閾値で白及び黒を認識するように設定した前記カメラを用いて、100箇所の接続箇所について測定し、白色の電極に対して、黒色の導電性接着層が適切に貼られていると判断した割合(認識率(%))を求め、下記評価基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:認識率が95%以上
○:認識率が80%以上95%未満
△:認識率が50%以上80%未満
×:認識率が50%未満
なお、閾値は白が認識されやすい、即ち厳しい判定となるように設定した。そのため、△以上であれば、実用上問題ないレベルである。
接着層が電極とタブ線の接続部位からはみ出していると発電効率を阻害することがある。そこで、はみ出しによる発電効率の低下を評価した。
発電効率は、JIS C8913(結晶系太陽電池セル出力測定方法)に準拠し、ソーラーシュミレーター(日清紡メカトロニクス社製、ソーラーシュミレーターPVS1116i−M)を用いて、測定条件:照度1,000W/m2、温度25℃、スペクトルAM1.5Gにより測定した。
比較対象として、実施例1の導電性接着フィルムの作製において、チタンブラックを含有しない以外は、実施例1と同様にして作製した太陽電池モジュールを用いた。
比較対象の発電効率(S0)及び測定試料である太陽電池モジュールの発電効率(S1)を測定し、次式により、測定試料の発電効率の低下を測定し、下記評価基準で評価した。
発電効率低下=S0−S1
〔評価基準〕
◎:0.01%未満
○:0.01%以上0.05%未満
△:0.05%以上0.10%未満
×:0.10%以上
引張強度50cm/minで90°方向に剥離したときの剥離強度(N/mm)を、剥離強度試験機(テンシロン、オリエンテック社製)を用いて測定し、下記評価基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:2.0N/mm以上
○:1.5N/mm以上2.0N/mm未満
△:1.0N/mm以上1.5N/mm未満
×:1.0N/mm未満
2本のタブ線(Cu箔、1.5mm幅、厚み200μm)の先端2mmの部分を、Ag電極(ベタ電極)が形成されたガラス基板上に導電性接着フィルムを用いて熱圧着(180℃、2MPa、10秒間)し測定試料を作製した。なお、2本のタブ線の先端部分の距離は3mmであった。
得られた測定試料の初期、及び85℃85%RHで500時間保存後の抵抗をデジタルマルチメータ(横河電気株式会社製、デジタルメルチメータ7555)を用いて測定し、下記評価基準で評価した。
〔評価基準〕
◎:4mΩ未満
○:4mΩ以上5mΩ未満
△:5mΩ以上6mΩ未満
×:6mΩ以上
実施例1の導電性接着フィルムの作製において、チタンブラック1の含有量及び導電性粒子の含有量を表1に記載の含有量に変更した以外は、実施例1と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1において、導電性接着フィルムを以下の導電性接着フィルムに代えた以外は、実施例1と同様にして、太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
−導電性接着フィルムの作製−
フェノキシ樹脂(PKHH、InChem社製)20質量部、エポキシ樹脂(jer640、三菱化学社製、4官能グリシジルアミン型)30質量部、アクリルゴム(テイサンレジンSGP3、ナガセケムテックス社製)15質量部、ポリブタジエンゴム(RKBシリーズ、レジナス化成)15質量部、イミダゾール系潜在性硬化剤(ノバキュアHX3941HP、旭化成イーマテリアルズ社製)20質量部、導電性粒子(製造例1で作製した銀コート銅粉)5質量部、及びチタンブラック1(13MT、三菱マテリアル社製、平均粒径80nm)0.1質量部を混合して、導電性接着組成物を調製した。
次に、得られた導電性接着組成物を、表面が剥離処理された厚みが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)上に塗布した。80℃のオーブンで5分間、加熱処理して成膜することで、平均厚みが22μmの導電性接着フィルムを得た。
実施例9の導電性接着フィルムの作製において、チタンブラック1の含有量を表2に記載の含有量に変えた以外は、実施例9と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1の導電性接着フィルムの作製において、チタンブラック1をチタンブラック2(Tilack D、赤穂化成社製、平均粒径90nm)に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1の導電性接着フィルムの作製において、銀コート銅粉をニッケル粉に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1の導電性接着フィルムの作製において、銀コート銅粉を銅粉に代えた以外は、実施例1と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表2に示す。
実施例1の導電性接着フィルムの作製において、着色剤の種類及び含有量並びに導電性粒子の種類及び含有量を、表3又は表4に記載の種類及び含有量に変えた以外は、実施例1と同様にして、導電性接着フィルム及び太陽電池モジュールを作製した。
実施例1と同様の評価に供した。結果を表3及び表4に示す。
表1〜表4に記載の着色剤及び導電性粒子は以下のとおりである。
チタンブラック2:Tilack D、赤穂化成社製、平均粒径90nm
カーボンブラック1:#3050B、三菱化学社製、平均粒径50nm
カーボンブラック2:デンカブラック、電気化学工業社製、アセチレンブラック、平均粒径35nm
カーボンブラック3:ケッチェンブラック EC600JD、ライオン社製、ケッチェンブラック、平均粒径34nm
Ni:HCA−1、INCO社製、ニッケル粉、平均粒径10μm
銅粉:T−220、三井金属社製、平均粒径10μm
染料:Sumiplast Blue S、住化ケムテックス社製
有機顔料:CYANINE BLUE KRO、山陽色素社製
二酸化チタン:FTR700、堺化学社製、平均粒径200nm
特に、チタンブラックの含有量が0.3質量%〜10.0質量%の場合、フィルム保存安定性、カメラ認識性、はみ出しによる発電効率低下抑制、接着性、及び接続信頼性の全てにおいてより良好な結果であり、0.5質量%〜5.0質量%の場合には、非常に良好な結果であった(実施例1〜6参照)。
銀コート銅粉の含有量が3質量%〜10質量%の場合、フィルム保存安定性、カメラ認識性、はみ出しによる発電効率低下抑制、接着性、及び接続信頼性の全てにおいて良好な結果であった(実施例3、7、及び8参照)。
硬化性樹脂として、アクリレート樹脂を用いた場合(例えば、実施例1〜6参照)、及びエポキシ樹脂を用いた場合(実施例9〜13参照)のいずれにおいても、良好な結果であった。
チタンブラックを三菱マテリアル社製の13MTから、赤穂化成社製のTilack Dに代えた場合でも、結果に差異はなく、良好な結果が得られた(実施例14参照)。
導電性粒子として銀コート銅粉を用いた場合(例えば、実施例3)は、導電性粒子としてニッケル粉又は銅粉を用いた場合(実施例15、16参照)よりも、接続信頼性が非常に優れていた。
チタンブラックを含有せず、かつ導電性粒子としてニッケル粉を用いた比較例4では、カメラ認識性が低下した。更に、比較例4においてニッケル粉の含有量を増加させた比較例5では、カメラ認識性、接続信頼性は向上するものの、はみ出しによる発電効率の低下抑制が不十分であり、フィルム保存安定性、カメラ認識性、はみ出しによる発電効率低下抑制、接着性、及び接続信頼性の全てを満足するものは得られなかった。
着色剤を含有せず、かつ導電性粒子を銅粉にした比較例6、着色剤に青色染料を用いた比較例7、着色剤に青色顔料を用いた比較例8、着色剤に白色顔料を用いた比較例9、及び比較例10、並びに着色剤を含有しない比較例11でも、フィルム保存安定性、カメラ認識性、はみ出しによる発電効率低下抑制、接着性、及び接続信頼性の全てを満足するものは得られなかった。
着色剤にチタンブラックを用いた場合でも、カーボンブラックを併用した場合(比較例14)には、はみ出しによる発電効率低下抑制、接着性、及び接続信頼性が不十分であった。
2 接着層
3 光電変換素子
4 電極
5 封止用樹脂
6 防湿性バックシート
10 減圧ラミネーター
11 上部ユニット
12 下部ユニット
13 シール部材
14 可撓性シート
15 第一室
16 第二室
17、17a、17b 配管
18、18a、18b 配管
19 切替バルブ
20 切替バルブ
21 加熱ステージ
22 積層物
32 太陽電池セル
40 接着層
41 第1電極
42 フィンガー電極
43 第2電極
44 フィンガー電極
50 太陽電池セル
100 太陽電池モジュール
<太陽電池モジュールの作製>
−導電性接着フィルムの作製−
フェノキシ樹脂(PKHH、InChem社製)25質量部、アクリレート樹脂(NKエステルA−IB、新中村化学社製)45質量部、アクリルゴム(テイサンレジンSGP3、ナガセケムテックス社製)10質量部、イソプレン−スチレン共重合物(セプトン1001、クラレ社製)15質量部、硬化剤(ナイパーBW、日油社製、有機過酸化物)5質量部、導電性粒子(製造例1で得た銀コート銅粉、平均粒径10μm)5質量部、及びチタンブラック1(13MT、三菱マテリアル社製、平均粒径80nm)0.1質量部を混合して、導電性接着組成物を調製した。
次に、得られた導電性接着組成物を、表面が剥離処理された厚みが50μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(剥離フィルム)上に塗布した。80℃のオーブンで5分間加熱処理して成膜することで、平均厚みが22μmの導電性接着フィルムを得た。
Claims (6)
- 太陽電池セルの電極とタブ線とを接続するための導電性接着剤であって、
硬化性樹脂と、導電性粒子と、硬化剤と、チタンブラックのみからなる黒色着色剤とを含有することを特徴とする導電性接着剤。 - チタンブラックのみからなる黒色着色剤の含有量が、導電性接着剤中の樹脂に対して0.1質量%〜10.0質量%である請求項1に記載の導電性接着剤。
- 導電性粒子の含有量が、導電性接着剤中の樹脂に対して3質量%〜10質量%である請求項1から2のいずれかに記載の導電性接着剤。
- フィルム状及びペースト状のいずれかである請求項1から3のいずれかに記載の導電性接着剤。
- 電極を有する太陽電池セルと、タブ線と、接着層とを有し、前記太陽電池セルの前記電極と前記タブ線とが、前記接着層を介して接続されており、
前記接着層が、請求項1から4のいずれかに記載の導電性接着剤からなることを特徴とする太陽電池モジュール。 - 電極を有する太陽電池セルの前記電極上に、請求項1から4のいずれかに記載の導電性接着剤からなる接着層、及びタブ線を、前記電極と前記タブ線とが、押圧及び加熱により、前記接着層を介して接着されかつ電気的に接続されるように配置する配置工程と、
前記太陽電池セルを封止用樹脂により覆い、更に前記封止用樹脂を防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかにより覆う被覆工程と、
前記防湿性バックシート及びガラスプレートのいずれかを押圧する押圧工程と、
前記太陽電池セルが載置された加熱ステージを加熱する加熱工程と、
を少なくとも含むことを特徴とする太陽電池モジュールの製造方法。
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