JP2016518022A - 導電性テープを含む太陽電池及びモジュール、並びにそれらの作製及び使用方法 - Google Patents
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Abstract
本開示の発明者は、太陽電池及びソーラーモジュールの前面及び/又は後面上の、銀ペースト及び/又は銀製バスバーをなくすか減らすかすれば、太陽電池及び/又はソーラーモジュールの総コストを、有利に下げられるということを認識した。本開示の発明者は、太陽電池又はソーラーモジュールの前面及び後面上の銀ペーストをなくす又はその量を減らすことは、導電性金属箔と非導電性接着剤とを含む半田付け可能なテープによって銀製バスバーを代替することによって可能になる、ということを認識した。
Description
(関連出願の相互参照)
本出願は、米国仮特許出願第61/804,359号(2013年3月22日付出願)、同第61/893,251号(2013年10月20日付出願)及び同第61/893,634号(2013年10月21日付出願)の優先権を主張する。これらの仮出願は全て、参照により、本明細書に援用される。
本出願は、米国仮特許出願第61/804,359号(2013年3月22日付出願)、同第61/893,251号(2013年10月20日付出願)及び同第61/893,634号(2013年10月21日付出願)の優先権を主張する。これらの仮出願は全て、参照により、本明細書に援用される。
(発明の分野)
本開示は一般に、電荷収集テープ、並びに電荷収集テープの作成及び使用方法に関する。また本開示は一般に、電荷収集テープを含む結晶性シリコン太陽電池及びモジュール、並びにこれらの電池及びモジュールの作成及び使用方法にも関する。
本開示は一般に、電荷収集テープ、並びに電荷収集テープの作成及び使用方法に関する。また本開示は一般に、電荷収集テープを含む結晶性シリコン太陽電池及びモジュール、並びにこれらの電池及びモジュールの作成及び使用方法にも関する。
再生可能エネルギーは、太陽光、風、雨、潮汐、及び地熱等、補充が可能な天然資源から誘導されるエネルギーである。再生可能エネルギーの需要は、テクノロジーの進歩と世界人口の増大に伴い大幅に増大している。今日のエネルギー消費の大半は化石燃料によって供給されているが、化石燃料は再生可能ではない。これら化石燃料に対する世界的な依存については、枯渇に関する懸念だけでなく、これら燃料を燃焼させた結果生じる排出物質に伴う環境面の懸念も提起されている。これらの懸念の結果、世界中の国々が大規模及び小規模両方の再生可能エネルギー源の開発に取り組んでいる。
現在、有望なエネルギー源の1つが太陽光である。世界的には、数百万の世帯が、現在のところ、太陽光発電から電力を得ている。太陽発電の需要増大に伴い、この用途の要件を満たすことができるデバイスと材料の需要が増大している。太陽電池及び光起電力モジュールは、太陽光発電の急成長している部門である。
光起電力モジュールは、太陽から放出されたエネルギーを電気に変換する。多くの光起電力モジュールは、透明な材料(例えば、ガラスのシート)を、前側(太陽に面している側)に有している。太陽光は、透明な材料を通過して、太陽電池へと入射する。太陽光内の光子は、太陽電池内の1種類以上の半導体材料(例えば、多結晶性又は単結晶性シリコン)により吸収される。光子が吸収されるにつれて、電子がその属する原子から打ちだされて遊離し、電位差を生じる。電子は拡散によって、電子の濃度が高い領域(接合部のN型サイド)から電子の濃度が低い領域(接合部のP型サイド)に移動するが、それにより、半導体材料を通って電流が流れる。光起電力モジュールの後面は通常、導電性アルミニウム材料(例えば、焼成ペースト)を含むが、これは、接合部のP型サイドとして優れた機能を発揮する。
光起電力セルの一例が、図1A、1B、及び1Cに、模式的に示されている。図1A及び1Bはそれぞれ、光起電力セル100の模式的上面図及び模式的下面図である。図1Cは、光起電力セル100の、グリッド線122の間をグリッド線122に平行に切った断面図である。光起電力セル100は、半導体125の前側主面120上に設けられたバスバー110aと、半導体125の後側主面130上に設けられたバスバー110bと、を含む。バスバー110a及び110bは、太陽電池が収集する直流電流を、ソーラーインバータへ伝える高導電性金属(典型的には、銀)の薄条片であり、ソーラーインバータは、直流電流を、利用可能な交流電流に変換する。銀製のバスバー110a及び110bは、半田付け可能である。後側主面130もまた、後側主面130のバスバー110bを含まない部位上に設けられた金属溶射層又はコーティング135(典型的には、アルミニウム)を含む。金属溶射層又はコーティング135は、半導体接合部のP型サイドを形成する。
単一の太陽電池が生み出せる電力の量は限られているので、太陽電池は通常グループ化されて、光起電力モジュールとして販売されている。光起電力モジュール(太陽モジュール、光起電力モジュール、ソーラーパネル、又は光起電力パネルとも呼ぶ)多くの光起電力セルを含む、パッケージ化され、接続されたアセンブリである。図2は、図1A〜1Cに一般的に示されたタイプの2つの光起電力セルを1体に接続したものの模式的断面図である。図2の断面は、1組の整列されたバスバー110a及び110bの長さ方向に切られたものである。図2においては、2つの直接隣り合った太陽電池(第1太陽電池150及び第2太陽電池155)が、架線リボン160により接続されている。架線リボン160の1つの部位(例えば、端部)が直接、第1太陽電池150の前側主面120上のバスバー110aに半田付けされている。本明細書には示されていないいくつかの実施形態においては、架線リボン160は、第1太陽電池150の前側主面120に直接半田付けされている。架線リボン160の別の部位(例えば、端部)が、第2太陽電池155の後側主面130上のバスバー110bに半田付けされている。後側主面130上の金属溶射コーティング135は、半田付け可能ではないので、架線リボン160は、後側主面130に直接半田付けすることはできない。
銀はかなり高価である。事実、銀製のバスバーは、結晶性シリコン太陽電池の総材料コストのかなり大きなパーセンテージを占める。ソーラーモジュールのコストを削減することは、これからの数年間にわたるコスト削減及び、太陽光関連の技術革新分野の主要なターゲットの1つである。
本開示の発明者は、太陽電池及びソーラーモジュール上の、前側及び後側の銀製バスバーをなくすか減らすかすれば、太陽電池及び/又はソーラーモジュールの総コストを、有利に下げられるということを認識した。太陽電池の前側及び後側の銀製バスバーをなくすと、太陽電池の前側の細かいグリッド線(又はフィンガー)が、高価な銀ペーストを使用する、唯一残った、太陽電池上の構造体である。
本開示の発明者は、太陽電池又はソーラーモジュールの前面及び後面上の銀製のバスバー(又は銀ペースト)は、前面及び後面上の銀製バスバーを、導電性金属箔と非導電性接着剤とを含む、半田付け可能なテープによって代替することによって、なくすか又は減らすことが可能である、ということを認識した。このタイプの導電性箔は、この目的のために用いられたことはこれまでなかった。本開示の発明者は、導電性金属箔と非導電性接着剤とを含むテープは、架線リボンが半田付けされ得る導電性の面を提供するために、太陽電池又はソーラーモジュールの前面及び後面に貼り付けることができるということを認識した。
より具体的には、本開示のいくつかの実施形態は、光起電力太陽電池に用いられるテープに関し、光起電力太陽電池は、バスバーと、導電性金属層を含む後面と、前面と、を含み、テープは、導電性金属箔と、非導電性の接着剤と、を含み、テープの少なくとも一部分は、光起電力太陽電池の前面若しくは後面のうちの一方、又は両方に隣接している。
本開示のいくつかの実施形態は、光起電力太陽電池にテープを貼り付ける方法に関し、その方法は、(1)導電性金属箔と非導電性の接着剤とを含むテープを用意する工程と、(2)テープを、光起電力太陽電池の前面若しくは後面の一方、又は両方に、後面上のテープを前面上のテープと同様の相対位置にして貼り付けて、前側のテープと後側のテープとの両方が架線リボンにより結合できるようにする工程と、(3)テープと光起電力太陽電池とを熱プレス処理する工程と、を含む。
本開示のいくつかの実施形態は、そのうちの少なくともいくつかは透明な前面を含む複数の光起電力太陽電池と、少なくとも1本のバスバーと、導電性金属層を含む後面と、前面と、を含む光起電力モジュールに関する。光起電力モジュールは、1つ又はそれより多くの光起電力太陽電池の前面及び後面に隣接した半田付け可能なテープを更に含み、後面上のテープが前面上のテープと同様の相対位置にあり、前側のテープと後側のテープとの両方が架線リボンにより結合できるようになっており、テープは導電性金属箔と非導電性の接着剤とを含む。
いくつかの実施形態においては、光起電力太陽電池の後面は孔を含み、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは孔に入り、導電性金属箔が光起電力太陽電池に恒久的な電気的コンタクトを樹立することを可能にする。いくつかの実施形態においては、熱プレス処理の間に非導電性の接着剤が孔に入る。いくつかの実施形態においては、テープにはエンボス加工が施されている。いくつかの実施形態においては、テープにはエンボス加工が施されていない。いくつかの実施形態においては、導電性金属層は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン等のうちの少なくとも1種類を含む。いくつかの実施形態においては、テープは半田付け可能である。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は熱硬化性接着剤である。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は粘着性がある。いくつかの実施形態においては、テープが光起電力太陽電池に隣接する際に、テープは少なくとも1本のバスバーに実質的に垂直に整列される。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂等を含む。
本開示のいくつかの実施形態は、本明細書に説明するようなテープに関する。
本開示のいくつかの実施形態は、本明細書に説明するような太陽電池に関する。
本開示のいくつかの実施形態は、本明細書に説明するような光起電力モジュールに関する。
本開示のさまざまな実施形態についての以下の詳細説明を添付の図面とともに検討することで、本開示はより完全に理解され得る。
先行技術の光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図1A及び1Bはそれぞれ、先行技術の光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図1Cは、図1A及び1Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
先行技術の光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図1A及び1Bはそれぞれ、先行技術の光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図1Cは、図1A及び1Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
先行技術の光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図1A及び1Bはそれぞれ、先行技術の光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図1Cは、図1A及び1Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
一般的に図1A〜1Cに示されたタイプの、2つの、接続された光起電力セルの、1組のバスバー110a及び110bの長さ方向に沿って切った模式的断面図である。
本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図3A及び3Bはそれぞれ、本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図3Cは、図3A及び3Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図3A及び3Bはそれぞれ、本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図3Cは、図3A及び3Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の一例の模式図である。図3A及び3Bはそれぞれ、本明細書の教示するところに一致する光起電力太陽電池構造物の模式的上面図及び下面図である。図3Cは、図3A及び3Bの光起電力太陽電池の、グリッド線の間をグリッド線に平行に切った断面図である。
一般的に図3A〜3Cに示されたタイプの、2つの、接続された光起電力セルの、バスバーの長さ方向に沿って切った模式的断面図である。
本明細書の教示するところに一致するテープの断面図である。
図5に示すエンボス加工された導電性テープの一例を、半導体の後面に熱プレス処理し、その結果、接着剤をアルミニウムコーティングの孔中に流入させるプロセスを模式的に示す図である。
温度サイクルを用いる第1経時変化テストをグラフにより示す図である。
2つの異なる2セルモジュールに対するフィルファクターをグラフにより示す図である。
光起電力セルの前面に配置された本開示のバスバーテープの一例(水平、細長、矩形バー)を示す。白い水平線は、前側の銀製グリッド線(フィンガー)である。
2つの異なる2セルモジュールに対するフィルファクターをグラフにより示す図である。
以下の詳細な説明においては、本明細書の一部を構成し、例示的な実施形態が例として示されている添付の図面を参照する場合がある。他の実施形態が企図され、本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく作製され得ることを理解するべきである。以下の説明において、テープ又はバスバーに言及する場合、それは、特に他に明示的に断らない限り、又は、その言及が、本開示による後側テープ又は前側テープのみを言及していると文脈から明白でない限り、前側テープ又は後側テープの両方に適用され、又は言及することを意図している。
本開示は一般に、太陽電池又はソーラーモジュール内の銀又は銀製バスバーを減らす又はなくすことにより、太陽電池及び/又はソーラーモジュールのコストを削減するための方法に関する。いくつかの実施形態においては、本開示は一般に、架線リボンが半田付けされ得る導電性の面を提供するために、導電性金属箔及び非導電性接着剤を含むテープを太陽電池の前面及び後面上に用いることに関する。
本開示の実施形態の一例が、図3A〜3Cに模式的に示されている。図3A及び3Bはそれぞれ、光起電力セル200の模式的上面図及び模式的下面図である。図3Cは、光起電力セル200の、グリッド線222の間をグリッド線222に平行に切った断面図である。これらの図においては、光起電力セル200は、半導体225の前側主面220上に、本開示によるバスバー210a及びグリッド線222を含む。いくつかの実施形態においては(図3B〜3Cに示された実施形態の一例を含む)、太陽電池200の後面230全体に、導電性アルミニウム材料235(例えば、焼成ペースト)を含み、これは、半導体接合部のP型サイドとして優れた機能を示す。他の実施形態においては、太陽電池200の後面230の1つ又はそれより多い部位のみが、導電性アルミニウム材料235(例えば、焼成ペースト)を含む。1つ又はそれより多い導電性テープ242の小片が、半導体225の後面230に隣接している(直接的に隣接しているか、又は他の層を間に挟む等して、間接的に隣接している)。
図4は、光起電力モジュール280の一部分の模式的断面図を示し、そこでは、2つの直接的に隣接する太陽電池(第1太陽電池250及び第2太陽電池255)が、架線リボン260により接続されている。架線リボン260の1つの部位(例えば、端部)が直接、第1太陽電池250の前側主面220上の、本開示によるバスバー210aに半田付けされている。架線リボン260の別の部位(例えば、端部)が、第2太陽電池255の後側主面230上の導電性テープ242に半田付けされている。図4に示される実施形態の一例においては、架線リボン260は、導電性テープ242に直接半田付けされている。
銀ペーストの使用に替わって又はそれを減らすために太陽電池及びソーラーモジュールに用いられ得る導電性テープは、架線リボンが太陽電池に半田付けされるのを可能にするものであれば、任意のタイプのものであり得る。テープは、エンボス加工されたもの、又はエンボス加工されていないものであり得る。テープは、任意の所望の厚さ及び粘着性を有していてよい。
図5は、本明細書に説明するように、太陽電池又は光起電力モジュールに用いられ得る導電性テープの実施形態の一例の模式的断面図である。一般に、本開示において用いる導電性テープは、1つ又はそれより多くの導電性金属箔、及び非導電性の接着剤の少なくとも1つの層を含む。図5に示す具体的な実施形態においては、導電性テープ300が、金属箔310及び非導電性の接着剤320を含む。テープは、追加的層を含んでいてもよい。追加的層のいくつかの例としては、フラックス層、光方向転換層、腐食防止層、取り外し可能な保護層等が含まれる。いくつかの実施形態においては、導電性テープ300は、多くの層を有する金属箔を含み得る。
図6は、本明細書に説明されるような(及び、その一例が図5に模式的に示される)エンボス加工された導電性テープの一例を、半導体の後面上の多孔質のアルミニウムコーティングに対して、熱プレス処理するプロセスを模式的に示す図である。図6に示すように、図5の導電性テープが、多孔質の導電性アルミニウム材料400(半導体の後面のコーティング、不図示)に対して、熱プレス処理される(加熱され、圧力をかけられて、押し付けられる)。その結果生じる構造物は、多孔質の導電性アルミニウム材料400内の孔を充填する非導電性の接着剤320の部分によって、電気的コンタクトを形成する。また、金属箔310は、多孔質の導電性アルミニウム材料400の表面に沿って、かつ多孔質の導電性アルミニウム材料400と電気的に接触する一方で、下にある非導電性の接着剤が硬化することにより、その場に固定される。図6はエンボス加工された導電性テープを示しているが、エンボス加工されていない導電性テープも使用できる。
図9は、光起電力セルの前側に設けた、細い銀製のグリッド線を包む本開示のバスバーテープ(垂直、細長、矩形バー)を示す。図5の導電性テープは、光起電力セルの前面に対して熱プレス処理される(加熱され、圧力をかけられて、押し付けられる)。その結果生じる構造物は、金属箔310がセルの表面に沿って、銀製のグリッド線の周りに巻きつくことにより、細い銀製のグリッド線との電気的コンタクトを形成する。前側のバスバーは、エンボス加工された導電性テープ又はエンボス加工されていない導電性テープにより形成され得る。
本開示のテープには、任意の金属箔を用いてよい。金属箔材料の例には、例えば、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン等が含まれる。金属箔層は、任意の所望の厚さであってよい。いくつかの実施形態では、金属箔層の厚さは、約5ミクロン〜約35ミクロンである。いくつかの実施形態では、金属箔層の厚さは、約5ミクロン〜約20ミクロンである。いくつかの実施形態では、金属箔層の厚さは、約5ミクロン〜約15ミクロンである。いくつかの実施形態においては、テープの厚さは、5ミクロン、6ミクロン、7ミクロン、8ミクロン、9ミクロン、10ミクロン、11ミクロン、12ミクロン、13ミクロン、14ミクロン、又は15ミクロンである。いくつかの実施形態においては、金属箔の厚さは、許容できない高さになったりせず、太陽電池に反り又は歪みを生じさせない任意の厚さである。あるいは、銀製のグリッド線に許容できない電気的コンタクトを作り出さないような任意の厚さである。本明細書に説明する導電性テープ及び太陽電池のいくつかの実施形態は、3mm未満の反り又は歪みを示す。本明細書に説明する導電性テープ及び太陽電池のいくつかの実施形態は、2mm未満の反り又は歪みを示す。本明細書に説明する導電性テープ及び太陽電池のいくつかの実施形態は、1.5mm未満の反り又は歪みを示す。
前側バスバーテープのある実施形態においては、テープは、圧力をかけて接着した際に、又は熱プレス処理条件の下で、光起電力セルの前側に設けた細い銀製のグリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有している。他の実施形態においては、前側バスバーテープは、結晶性シリコン光起電力材料と、及び光起電力セルの前側に設けた細い銀製のグリッド線とに接着することができ、これらの銀製グリッド線との電気的コンタクトを作ることができる。
金属箔層は、任意の所望の導電性を有していてよい。いくつかの実施形態においては、金属箔層の導電性が、温度23℃で、5×107S/mより大きい。いくつかの実施形態においては、金属箔層の導電性が、温度20℃で、1×106S/mより大きい。
ある実施形態においては、金属箔は、不動態化電着(ED)高温高伸び(HTE)銅フォイルを含む。他の実施形態においては、金属箔は、フォイルの腐食又は酸化を防ぐ亜鉛バリア層を含む。いくつかの実施形態においては、銅箔の伸び率は、6%〜11%である。他の実施形態においては、銅箔の伸び率は、6%、7%、8%、9%、10%、11%、又は12%である。
ある実施形態においては、箔テープの引張り強さは、20〜40Kpsi(138MPa〜276MPa)である。他の実施形態においては、引張り強さは、25Kpsi〜35Kpsi(172MPa〜241MPa)である。いくつかの実施形態においては、引張り強さは、25Kpsi(172MPa)、26Kpsi(179MPa)、27Kpsi(186MPa)、28Kpsi(193MPa)、29Kpsi(200MPa)、30Kpsi(207MPa)、31Kpsi(214MPa)、32Kpsi(221MPa)、33Kpsi(228MPa)、34Kpsi(234MPa)、又は35Kpsi(241MPa)である。
任意の非導電性の接着剤が、本開示のテープに用いられ得る。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、周りの温度、圧力よりもともに高い接着条件下で、それが太陽電池の後面上の金属溶着した層内の孔の少なくともいくつかに入り込むことを可能にするようなレオロジーを有する。非導電性の接着剤が孔に入ると、接着剤に隣接する導電性金属箔が、太陽電池と恒久的な電気的接続を樹立することが可能になる。
いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、許容可能な、室温での保管寿命を有する。本明細書で使われる場合、「保管寿命」という用語は、ひとたびテープが太陽電池の後側に貼り付けられたら、平坦でありつづけることを可能にするのに十分な粘着性を、接着剤が持ち続けている室温での期間であるが、保管寿命の期間以後も、テープが少なくとも200サイクルにわたる熱サイクル(−40℃〜90℃)に耐え、かつ少なくとも1000時間、電気的接続への抵抗の増加を5%未満に抑えながらの湿熱(85℃/相対湿度85%のテスト)と、に耐えることができるようになっている期間を指す。本開示のいくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤及び/又は導電性テープの室温での保管寿命は、少なくとも3週間の保管寿命である。本開示のいくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤及び/又は導電性テープの室温での保管寿命は、少なくとも4週間の保管寿命である。本開示のいくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤及び/又は導電性テープの室温での保管寿命は、少なくとも5週間の保管寿命である。本開示のいくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤及び/又は導電性テープの室温での保管寿命は、少なくとも6週間の保管寿命である。
非導電性の接着剤の一例には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂等が含まれる。
非導電性の接着剤のいくつかの実施形態には、熱硬化性接着剤が含まれる。本明細書で使用される場合、「熱硬化性」という用語は、エネルギーの影響下において、共有結合的に架橋結合した、熱的に安定なネットワークを形成することを通じて、可融性かつ可溶性のある物質から可融性も可溶性もない物質へと不可逆的に変化する樹脂のことを指す。熱硬化性接着剤の一例には、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂等が含まれる。
前側のテープ及び後側のテープの一方に対する非導電性の接着剤層は、任意の所望の厚さでよく、かつ、互いに独立して選択される。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約5ミクロン〜約50ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約5ミクロン〜約30ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約5ミクロン〜約20ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約1ミクロン〜約20ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約5ミクロン〜約15ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約5ミクロン〜約15ミクロンである。いくつかの実施形態は、非導電性の接着剤層の厚さが、約8ミクロン〜約13ミクロンである。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤層の厚さは、約1ミクロン、2ミクロン、3ミクロン、4ミクロン、5ミクロン、6ミクロン、7ミクロン、8ミクロン、9ミクロン、10ミクロン、11ミクロン、12ミクロン、13ミクロン、14ミクロン、15ミクロン、16ミクロン、17ミクロン、18ミクロン、19ミクロン、20ミクロン、21ミクロン、22ミクロン、23ミクロン、24ミクロン、25ミクロン、又は26ミクロンである。いくつかの実施形態においては、前側のテープの接着剤の厚さは、後側のテープの接着剤の厚さより薄い。
硬化させていない状態では、非導電性の接着剤は、その接着剤が、室温で、約0.35MPaの圧力でテープが太陽電池の後側に貼り付くことを可能にし、かつ、その後、テープが、室温で、いかなる外力も加わらない状態で2mmを越えて持ち上がるのを防ぐことを可能にするのに十分な粘着性がある限り、任意の所望の粘着性を有し得る。
本明細書に説明される導電性テープは、任意の既知の方法により、太陽電池又は光起電力モジュールの後面に接着され得る。いくつかの実施形態においては、テープは、1つ又はより多くの前側バスバー(本開示の前側のテープを用いない太陽電池における銀製バスバー、又は本開示の前側のテープで作られるバスバーのうちの一方)に概ね整列されている。後側のテープの前側のテープとの整列は、両者が架線リボンにより接合できるようになされている。いくつかの実施形態においては、太陽電池全体(テープを含む)が熱プレス処理されている。本明細書で用いられる場合、「熱プレス処理された」又は「熱プレス処理する」という用語は、接着剤を、約100℃より高い温度にまで加熱し、同時に、約0.35MPaより大きい圧力をかけて、信頼性のある接着剤による接着を確立する方法を指す。熱プレス処理する方法の一例には、例えば、ホットバー接着処理、熱板プレス処理、熱ロールツーロールラミネーション処理、熱真空ラミネーション処理等が含まれる。
いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、120秒間未満の接着時間を可能にする。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、60秒間未満の接着時間を可能にする。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、20秒間未満の接着時間を可能にする。いくつかの実施形態においては、非導電性の接着剤は、10秒間未満の接着時間を可能にする。
本開示の光起電力モジュール、太陽電池、及び/又は導電性テープのいくつかの実施形態は、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)、及び少なくとも1000時間、電気的接続への抵抗の増加を5%未満に抑えながらの湿熱(85℃/相対湿度85%のテスト)のうちの、一方又は両方に耐える。本開示の光起電力モジュール、太陽電池、及び/又は導電性テープのいくつかの実施形態は、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)、及び少なくとも2000時間、電気的接続への抵抗の増加を5%未満に抑えながらの湿熱(85℃/相対湿度85%のテスト)のうちの、一方又は両方に耐える。本開示の光起電力モジュール、太陽電池、及び/又は導電性テープのいくつかの実施形態は、少なくとも600サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)、及び少なくとも3000時間、電気的接続への抵抗の増加を5%未満に抑えながらの湿熱(85℃/相対湿度85%のテスト)のうちの、一方又は両方に耐える。1つの実施形態においては、本開示の光起電力モジュール、太陽電池、及び/又は導電性テープは、導電性粒子を含まない。
本開示の光起電力モジュール、太陽電池、及び導電性テープは、多くの利点及び利益を有する。これらの利点及び利益のうちのいくつかが、以下に説明される。本明細書に説明される光起電力モジュール、太陽電池、及び導電性テープのいくつかの実施形態は、太陽電池を封入するのに必要な、真空及び高温の条件にさらされても、その機能を維持することができる。本明細書に説明される光起電力モジュール、太陽電池、及び導電性テープのいくつかの実施形態は、湿熱及び熱サイクルのような環境条件にさらされても、その機能を維持することができる。
以下の実施例は、本開示の範囲内の実施形態を示すことを目的とする。本開示の広い範囲を定める数値的範囲及びパラメータは近似値であるにも関わらず、具体的な例において定められる数値は、可能な限り精確に報告される。しかしながら、任意の数値は、それぞれの試験測定値にみられる標準的偏差から必然的に生じる一定の誤差を本質的に含む。少なくとも、また特許請求の範囲に対する均等物の理論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値パラメータは、少なくとも、報告された有効数字の数を考慮し、通常の四捨五入を適用することによって解釈されなければならない。
テスト方法
後側のテープに対する経時変化テスト
2種類の経時変化テストが実行された。第1のテストにおいては、テストパネル1〜3、比較テストパネルA〜H、及び実施例7において説明されるように準備した単一セルテストモジュールが、約−40℃〜90℃の温度を、5時間にわたり連続的に循環するように設定された環境チャンバ(ESPEC社(ミシガン州ハドソンビル)より入手可能な、モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
後側のテープに対する経時変化テスト
2種類の経時変化テストが実行された。第1のテストにおいては、テストパネル1〜3、比較テストパネルA〜H、及び実施例7において説明されるように準備した単一セルテストモジュールが、約−40℃〜90℃の温度を、5時間にわたり連続的に循環するように設定された環境チャンバ(ESPEC社(ミシガン州ハドソンビル)より入手可能な、モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
第2のテストにおいては、テストパネル1〜3、比較テストパネルA、及び実施例7において説明されるように準備した単一セルテストモジュールが、温度85℃及び相対湿度85%(85℃/85%相対湿度テスト)に設定された環境チャンバ(ESPEC社(ミシガン州ハドソンビル)より入手可能な、モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
前側のテープに対する経時変化テスト
2種類の経時変化テストが実行された。第1のテストにおいては、2セルモジュール1B及び2Bにおいて説明されるように準備した2セルモジュールが、約−40℃〜90℃の温度を、5時間にわたり連続的に循環するようにプログラムされた環境チャンバ(モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
2種類の経時変化テストが実行された。第1のテストにおいては、2セルモジュール1B及び2Bにおいて説明されるように準備した2セルモジュールが、約−40℃〜90℃の温度を、5時間にわたり連続的に循環するようにプログラムされた環境チャンバ(モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
第2のテストにおいては、2セルモジュール1A及び2Aにおいて説明されるように準備した2セルモジュールが、温度85℃及び相対湿度85%(85℃/85%相対湿度テスト)に設定された環境チャンバ(モデル「ESZ−4CA」)内に置かれた。モジュールは環境チャンバ内に、最長で2500時間にわたり残置された。
抵抗測定
実施例による金属製テープの抵抗が、経時変化テストの前(初期)及び後に測定された。単一セルテストモジュールを、4点テストを用いて測定したが、その際、2アンペアの直流電流を、金属製テープの平行な条片にわたって、電源(Agilent社(カリフォルニア州サンタクララ)より入手可能なモデルU8002A)を用いて流し、かつ条片の両端間の電圧を、回路計(Agilent社より入手可能なモデル34401A)を用いて計測した。回路計の2本の探針は、金属製条片上で、条片がテストパネルを出る位置にできるだけ近く置かれた。次に、抵抗をオームの法則を用いて計算した。初期抵抗を計測した後、パネルを環境チャンバ内に置いた。抵抗を定期的に計測したが、その際、環境チャンバからパネルを取り出し、上述の手順を用いて抵抗を計測した。
実施例による金属製テープの抵抗が、経時変化テストの前(初期)及び後に測定された。単一セルテストモジュールを、4点テストを用いて測定したが、その際、2アンペアの直流電流を、金属製テープの平行な条片にわたって、電源(Agilent社(カリフォルニア州サンタクララ)より入手可能なモデルU8002A)を用いて流し、かつ条片の両端間の電圧を、回路計(Agilent社より入手可能なモデル34401A)を用いて計測した。回路計の2本の探針は、金属製条片上で、条片がテストパネルを出る位置にできるだけ近く置かれた。次に、抵抗をオームの法則を用いて計算した。初期抵抗を計測した後、パネルを環境チャンバ内に置いた。抵抗を定期的に計測したが、その際、環境チャンバからパネルを取り出し、上述の手順を用いて抵抗を計測した。
光起電力モジュールのテスト
2セルモジュールに対して、Spire社(マサチューセッツ州ベドフォード)により製造された光起電力モジュールテスター、Spi−Sunシミュレーター3500SLPで、光起電力モジュールのテストを実施した。この光起電力モジュールテスター用のソフトウェアは、電流−電圧曲線からのパラメータに対して、フィルファクター、開路電圧(Voc)、短絡電流(Isc)、最大電力(Pmax)、シャント抵抗(Rs)、及び効率といったさまざまな値を計算する。光起電力モジュールテスターによる初期モジュールテストの後、2セルモジュールは環境チャンバ内に置かれ、モジュールテストのために定期的に取り出された。
2セルモジュールに対して、Spire社(マサチューセッツ州ベドフォード)により製造された光起電力モジュールテスター、Spi−Sunシミュレーター3500SLPで、光起電力モジュールのテストを実施した。この光起電力モジュールテスター用のソフトウェアは、電流−電圧曲線からのパラメータに対して、フィルファクター、開路電圧(Voc)、短絡電流(Isc)、最大電力(Pmax)、シャント抵抗(Rs)、及び効率といったさまざまな値を計算する。光起電力モジュールテスターによる初期モジュールテストの後、2セルモジュールは環境チャンバ内に置かれ、モジュールテストのために定期的に取り出された。
(実施例1)
12ミクロンの厚さを有する銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社(サウスカロライナ州カムデン)より入手可能)を用意した。銅箔は、第1面及び第2面を有し、そのうち第1面が光沢のない面であった。下記の表1に挙げられている原材料を用いて、溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を用意した。なお、表1においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。ラボ用の、手作業で広げるための器具を用いて、接着剤を銅箔の光沢のない面にコーティングした。コーティングされた銅箔を、オーブンに温度約60℃で10分間入れて、厚さ約20ミクロンの乾燥した接着剤層を有する金属製テープを形成した。約1ミル(25ミクロン)の厚さを有する剥離ライナー(「T−50」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能)が、接着剤層に貼り合わされた。次に、平圧印刷機を用いて、金属製テープに、ドットパターンでエンボス加工を施した。エンボス加工用工具のドットパターンは、1cm2あたり、41個の突起の密度で、台形形状に配列された突起を含む。それぞれの突起は、約0.39mmの高さ、約0.74mmの基部直径、及び約0.43mmの上部直径を有していた。金属製テープ上においた、ドットパターンを含む6インチ×6インチ(15cm×15m)のエンボス加工用工具に、約12,000ポンド(5443kgf)(53kN)の力をかけた。次に、エンボス加工されたテープを細長く切って、3mm幅の条片にした。
12ミクロンの厚さを有する銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社(サウスカロライナ州カムデン)より入手可能)を用意した。銅箔は、第1面及び第2面を有し、そのうち第1面が光沢のない面であった。下記の表1に挙げられている原材料を用いて、溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を用意した。なお、表1においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。ラボ用の、手作業で広げるための器具を用いて、接着剤を銅箔の光沢のない面にコーティングした。コーティングされた銅箔を、オーブンに温度約60℃で10分間入れて、厚さ約20ミクロンの乾燥した接着剤層を有する金属製テープを形成した。約1ミル(25ミクロン)の厚さを有する剥離ライナー(「T−50」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能)が、接着剤層に貼り合わされた。次に、平圧印刷機を用いて、金属製テープに、ドットパターンでエンボス加工を施した。エンボス加工用工具のドットパターンは、1cm2あたり、41個の突起の密度で、台形形状に配列された突起を含む。それぞれの突起は、約0.39mmの高さ、約0.74mmの基部直径、及び約0.43mmの上部直径を有していた。金属製テープ上においた、ドットパターンを含む6インチ×6インチ(15cm×15m)のエンボス加工用工具に、約12,000ポンド(5443kgf)(53kN)の力をかけた。次に、エンボス加工されたテープを細長く切って、3mm幅の条片にした。
(実施例2)
厚さ18ミクロンで、幅14インチ(35cm)の銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社より入手可能)に、実施例1に説明した熱硬化性接着剤でコーティングを施した。ノッチバー(又は隙間)コーティング技法を用いて、約10フィート/分(3m/分)のライン速度で、接着剤を銅箔の光沢のない面にコーティングした。コーティング処理の後、コーティングされた銅箔を、82℃、82℃、及び93℃の温度にそれぞれ加熱された3台のオーブンに連続的に、総乾燥時間が約2分間となるように通した。乾燥させた接着剤層の厚さは約20ミクロンであった。約2ミル(0.05mm)の剥離ライナー(「T−50」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能)が、金属製テープをコアに巻きつける直前に、接着剤に貼り合わされた。別個の、ライン外の作業において、金属製テープを、約5フィート/分(1.5m/分)のライン速度でロールツーロールエンボス加工装置に通すことにより、その金属製テープにエンボス加工を施した。エンボス加工用のロールの一方は、実施例1の金属製ドットパターンを有していたが、他方のロールは柔軟性のあるものであった。1250ポンド(567kgf)(5.56kN)の力を、幅14インチ(36cm)の箔テープにわたってかけて、エンボス加工された構造物を得た。エンボス加工後、金属製テープを細長く切り、幅3mmの条片とした。
厚さ18ミクロンで、幅14インチ(35cm)の銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社より入手可能)に、実施例1に説明した熱硬化性接着剤でコーティングを施した。ノッチバー(又は隙間)コーティング技法を用いて、約10フィート/分(3m/分)のライン速度で、接着剤を銅箔の光沢のない面にコーティングした。コーティング処理の後、コーティングされた銅箔を、82℃、82℃、及び93℃の温度にそれぞれ加熱された3台のオーブンに連続的に、総乾燥時間が約2分間となるように通した。乾燥させた接着剤層の厚さは約20ミクロンであった。約2ミル(0.05mm)の剥離ライナー(「T−50」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能)が、金属製テープをコアに巻きつける直前に、接着剤に貼り合わされた。別個の、ライン外の作業において、金属製テープを、約5フィート/分(1.5m/分)のライン速度でロールツーロールエンボス加工装置に通すことにより、その金属製テープにエンボス加工を施した。エンボス加工用のロールの一方は、実施例1の金属製ドットパターンを有していたが、他方のロールは柔軟性のあるものであった。1250ポンド(567kgf)(5.56kN)の力を、幅14インチ(36cm)の箔テープにわたってかけて、エンボス加工された構造物を得た。エンボス加工後、金属製テープを細長く切り、幅3mmの条片とした。
(実施例3)
金属製テープにエンボス加工を施さなかったという点以外は実施例1に説明したようにして、金属製テープを用意した。
金属製テープにエンボス加工を施さなかったという点以外は実施例1に説明したようにして、金属製テープを用意した。
(実施例4)
溶剤ベースの接着剤組成物が下記の表2に挙げられた原材料に従って調製されたという点以外は実施例1に説明したようにして、金属製テープを用意した。原材料は、MEKの2回目の投入以外は、表2に挙げられた順に混合された。なお、MEKの2回目の投入は、以下に説明するようにして加えられた。混合物を、カウレスタイプのミキサーで、1時間にわたって激しく混ぜた。次に、MEKの2回目の投入を、混ぜながらゆっくりと加え、得られた混合物を、5分間にわたり静かに混ぜた。次に、得られた混合物を、100ミクロンのフィルタを通して静かに濾過した。表2においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。
溶剤ベースの接着剤組成物が下記の表2に挙げられた原材料に従って調製されたという点以外は実施例1に説明したようにして、金属製テープを用意した。原材料は、MEKの2回目の投入以外は、表2に挙げられた順に混合された。なお、MEKの2回目の投入は、以下に説明するようにして加えられた。混合物を、カウレスタイプのミキサーで、1時間にわたって激しく混ぜた。次に、MEKの2回目の投入を、混ぜながらゆっくりと加え、得られた混合物を、5分間にわたり静かに混ぜた。次に、得られた混合物を、100ミクロンのフィルタを通して静かに濾過した。表2においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。
接着剤を更に、30ミクロンのフィルタに通して濾過し、次に幅17インチ(43cm)で、厚さ12ミクロンの銅箔(Oak Mitsui社製TOB−III)の、準備をされた側にコーティングした。コーティング処理のプロセスのライン速度は、60フィート/分(18m/分)であった。接着剤層は、130°F(54℃)、150°F(65℃)、及び170°F(77℃)にそれぞれ設定された、一連の乾燥用オーブン内で乾燥された。次に接着剤層は、170°F(77℃)に設定された、2台の標準型、25フィート(7.6m)長の、乾燥用オーブンを通して送られた。乾燥した接着剤層は、20ミクロンの厚さを有していた。剥離ライナーが接着剤層の上に貼り付けられ、幅17インチ(43cm)の金属製テープを細く切り、2本の、幅8インチ(20cm)のロールとした。
700重量ポンド(317kgf)(3kN)のエンボス加工用の力がかけられ、20フィート/分(6m/分)のライン速度がエンボス加工のプロセスに用いられたこと以外は実施例1に説明したようにして、2本の金属製テープのロールにエンボス加工を施した。加えて、1重量ポンド(0.45kgf)(4N)の、巻きをほどく際の張力と、20重量ポンド(54kgf)(89N)の巻き取り張力と、がかけられた。エンボス加工された金属製テープを細長く切り、幅3mmのロールとした。
比較例A
導電性粒子を含む溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を使ったこと以外は実施例1のようにして、金属製テープが用意された。下記の表3に挙げられている原材料を用いて、導電性エポキシ接着剤を用意した。なお、表3においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした%で表されている。ラボ用の、手作業で広げるための器具を用いて、導電性エポキシ接着剤を、35ミクロンの銅箔(商品名「ML」で、Oak Mitsui社より入手可能)の光沢のない面にコーティングした。次に、導電性スクリム(商品名「T2554」で、Technical Fibres社(ニューヨーク州ニューバーグ)より入手可能)を、接着剤内に埋め込んだ。コーティングされた金属箔を、60℃のオーブンで、12分間にわたり乾燥させた。厚さ1.5ミル(0.038mm)の剥離ライナー(「T−10」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能))が、接着剤上に張り合わされた。金属製テープを細長く切り、3mmの条片とした。
導電性粒子を含む溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を使ったこと以外は実施例1のようにして、金属製テープが用意された。下記の表3に挙げられている原材料を用いて、導電性エポキシ接着剤を用意した。なお、表3においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした%で表されている。ラボ用の、手作業で広げるための器具を用いて、導電性エポキシ接着剤を、35ミクロンの銅箔(商品名「ML」で、Oak Mitsui社より入手可能)の光沢のない面にコーティングした。次に、導電性スクリム(商品名「T2554」で、Technical Fibres社(ニューヨーク州ニューバーグ)より入手可能)を、接着剤内に埋め込んだ。コーティングされた金属箔を、60℃のオーブンで、12分間にわたり乾燥させた。厚さ1.5ミル(0.038mm)の剥離ライナー(「T−10」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能))が、接着剤上に張り合わされた。金属製テープを細長く切り、3mmの条片とした。
比較例B
商品名「電荷収集ソーラーテープ6013」という商品名で、3M社より市販されている電荷収集テープを入手し、以後比較例Bと呼ぶことにする。このテープは、エンボス加工された、スズコーティングされた銅箔であり、非導電性感圧性接着剤を含んでいた。
商品名「電荷収集ソーラーテープ6013」という商品名で、3M社より市販されている電荷収集テープを入手し、以後比較例Bと呼ぶことにする。このテープは、エンボス加工された、スズコーティングされた銅箔であり、非導電性感圧性接着剤を含んでいた。
比較例C
「9706導電性接着剤転写テープ」という商品名で3M社から市販されている接着剤テープを入手した。9706テープにおいては、接着剤フィルムが、2枚の剥離ライナー間に存在している。ライナーのうちの一方が剥離されて、接着剤を露出させ、次に、金属箔に貼り合わされて、ライナー/接着剤/箔構造体を作製する。この接着剤テープは、導電性粒子を含む感圧性接着剤を含んでいた。6インチ×2インチ(15.2cm×5cm)のテープ片を、12ミクロン厚銅箔(Oak Mitsui社製TOB−III)の9インチ×2インチ(22.8cm×5cm)片の中央に貼り合わせることによって金属製テープを用意した。貼り合わせは、接着剤を銅箔の光沢のない/準備をされた側に接触させて、室温で実行された。貼り合わせは、ゴム製ローラーを用いて、約7重量ポンド(約31N)の圧力で実行された。得られた積層体を細く長く切り、3mm×9インチ(23cm)の条片とした。
「9706導電性接着剤転写テープ」という商品名で3M社から市販されている接着剤テープを入手した。9706テープにおいては、接着剤フィルムが、2枚の剥離ライナー間に存在している。ライナーのうちの一方が剥離されて、接着剤を露出させ、次に、金属箔に貼り合わされて、ライナー/接着剤/箔構造体を作製する。この接着剤テープは、導電性粒子を含む感圧性接着剤を含んでいた。6インチ×2インチ(15.2cm×5cm)のテープ片を、12ミクロン厚銅箔(Oak Mitsui社製TOB−III)の9インチ×2インチ(22.8cm×5cm)片の中央に貼り合わせることによって金属製テープを用意した。貼り合わせは、接着剤を銅箔の光沢のない/準備をされた側に接触させて、室温で実行された。貼り合わせは、ゴム製ローラーを用いて、約7重量ポンド(約31N)の圧力で実行された。得られた積層体を細く長く切り、3mm×9インチ(23cm)の条片とした。
比較例D
3M社から「9707導電性接着剤転写テープ」という商品名の接着剤テープを入手した以外は、比較例Cに説明したようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む感圧性接着剤を含んでいた。
3M社から「9707導電性接着剤転写テープ」という商品名の接着剤テープを入手した以外は、比較例Cに説明したようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む感圧性接着剤を含んでいた。
比較例E
「異方性導電フィルム7373」という商品名で、3M社から市販の接着剤テープを、12ミクロンの銅箔の、幅3mmの条片に貼り合わせることによって、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。貼り合わせは、ゴム製ローラーを用いて、室温で、約7重量ポンド(約31N)の圧力で実行された。
「異方性導電フィルム7373」という商品名で、3M社から市販の接着剤テープを、12ミクロンの銅箔の、幅3mmの条片に貼り合わせることによって、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。貼り合わせは、ゴム製ローラーを用いて、室温で、約7重量ポンド(約31N)の圧力で実行された。
比較例F
「異方性導電フィルム7303」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。
「異方性導電フィルム7303」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。
比較例G
「異方性導電フィルム7378」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。銅箔及び接着剤は幅4mmであり、貼り合わせは、約80℃に加熱した面上で、約7重量ポンド(約31N)の力で実行された。
「異方性導電フィルム7378」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。銅箔及び接着剤は幅4mmであり、貼り合わせは、約80℃に加熱した面上で、約7重量ポンド(約31N)の力で実行された。
比較例H
「異方性導電フィルム7376−30」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。貼り合わせは、約80℃に加熱した面上で、約7重量ポンド(約31N)の力で実行された。
「異方性導電フィルム7376−30」という商品名で、3M社から市販のテープを用いたこと以外は、比較例Eのようにして、金属製テープを用意した。この接着剤テープは、導電性粒子を含む熱硬化性接着剤フィルムを含んでいた。貼り合わせは、約80℃に加熱した面上で、約7重量ポンド(約31N)の力で実行された。
テストパネル1
さまざまな電気的性質をテストするために、テストパネルを用意した。実施例1に既に述べたようにして2枚の金属製テープ条片を、標準的結晶性シリコン太陽電池(「ARTISUN SELECT MONOCRYSTALLINE CELL」(18.60%〜18.80%の効率)という商品名でSuniga社(ジョージア州ノークロス)より入手可能)のアルミニウム製の後側に接着することにより、テストパネルを用意した。2枚の金属製テープ条片は、約42mm離間して置かれ、後側銀バスバーに平行であった。金属製テープ条片は、長手方向に約25mm、太陽電池のそれぞれの縁部を越えて延ばされた。金属製テープの延長部位上の露出した接着剤層は、MEK溶剤を用いて除去された。ホットバーボンダ(「CHERUSAL」という商品名で、Trimech Technology社(シンガポール)より入手可能)を用いて、金属製テープに圧力と熱とをかけた。ホットバー(熱極条片)は、長さが150mmで、幅が3mmであった。接着のプロセスは、10秒間、一定の圧力200psi(1MPa)をかけてなされた。シリコーンゴムのインターポーザ(Trimech Technology社により供給されている)の薄片を、金属製テープとホットバーとの間に配置した。この接着のための10秒間、ホットバーの温度は、次の加熱プロファイルを用いて制御されていた:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のプロセスの後、350℃の温度に加熱したはんだごての先端を、接着した金属製テープに接触させて配置し、接着した金属製テープの全長にわたり5秒間動かして、実際の半田付けプロセスを促した。
さまざまな電気的性質をテストするために、テストパネルを用意した。実施例1に既に述べたようにして2枚の金属製テープ条片を、標準的結晶性シリコン太陽電池(「ARTISUN SELECT MONOCRYSTALLINE CELL」(18.60%〜18.80%の効率)という商品名でSuniga社(ジョージア州ノークロス)より入手可能)のアルミニウム製の後側に接着することにより、テストパネルを用意した。2枚の金属製テープ条片は、約42mm離間して置かれ、後側銀バスバーに平行であった。金属製テープ条片は、長手方向に約25mm、太陽電池のそれぞれの縁部を越えて延ばされた。金属製テープの延長部位上の露出した接着剤層は、MEK溶剤を用いて除去された。ホットバーボンダ(「CHERUSAL」という商品名で、Trimech Technology社(シンガポール)より入手可能)を用いて、金属製テープに圧力と熱とをかけた。ホットバー(熱極条片)は、長さが150mmで、幅が3mmであった。接着のプロセスは、10秒間、一定の圧力200psi(1MPa)をかけてなされた。シリコーンゴムのインターポーザ(Trimech Technology社により供給されている)の薄片を、金属製テープとホットバーとの間に配置した。この接着のための10秒間、ホットバーの温度は、次の加熱プロファイルを用いて制御されていた:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のプロセスの後、350℃の温度に加熱したはんだごての先端を、接着した金属製テープに接触させて配置し、接着した金属製テープの全長にわたり5秒間動かして、実際の半田付けプロセスを促した。
テストパネルを、ラミネータ(NPC社(日本国東京)より入手可能なモデル「LM−50X50−S」)内に、次のコンポーネントを配置することによって用意した:エチルビニルアセテート(EVA)封入材(「3M 9000」という商品名で、3M社(ミネソタ州セントポール)より入手可能)を、上述のようにして用意した太陽電池の前側の上に配置し、8インチ×8インチ(20cm×20cm)ソーダ石灰フロートガラス(1/8インチ(0.31cm)厚)(Brin Northwestern社(ミネソタ州ミネアポリス)より入手可能)を、EVA封入材の上に配置した。バックシート(「SCOTCHSHIELD FILM 15T」の商品名で、3M社より入手可能)を太陽電池の後側に隣接して配置した。これらの層の貼り合わせは、次のようなプロセス条件を用いて実行された:4分間150℃でポンプダウン(ピンを上げて)し、その後12分間150℃でプレスした。得られたテストパネルは、2本の3mm幅金属製テープ条片を含んでいたが、それぞれは、モジュールの、それぞれの長手方向の縁部を越えて約25mm延びて、全部で4本のコンタクトリードを形成していた。これらの4本のコンタクトリードは、前述のように、コンタクト抵抗を決定するための4点テストにおいて用いられた。
テストパネル2
セルに用いられる金属製テープを実施例2に説明したようにして用意したこと以外はテストパネル1で説明したようにして、テストパネル2を用意した。
セルに用いられる金属製テープを実施例2に説明したようにして用意したこと以外はテストパネル1で説明したようにして、テストパネル2を用意した。
テストパネル3
セルに用いられる金属製テープを実施例3に説明したようにして用意したこと以外はテストパネル1で説明したようにして、テストパネル3を用意した。
セルに用いられる金属製テープを実施例3に説明したようにして用意したこと以外はテストパネル1で説明したようにして、テストパネル3を用意した。
2セルモジュール1
実施例4の金属製テープの3本の条片を、剥離ライナーを剥がして、結晶性シリコン太陽電池(平均ピークワット数は4.49、効率は18.80%〜19.00%)のアルミニウム製後側に貼り付けた。結晶性シリコン太陽電池は、アルミニウム製後側には銀ペーストのバスバーを含んでいなかった。それゆえ、全アルミニウム後面セルとも呼ぶ。これらのセルは、太陽電池の商業的製造業者から入手された。またこれらのセルは、市販の太陽電池と同じであるように意図されているが、太陽電池の後側に通例設けられている銀ペーストのバスバーを欠いている。金属製テープの3本の条片は、その長さが132mmであったが、それぞれの相対的位置が、太陽電池の前側に配置される3本の銀製バスバーの位置に対応するように配置された。次に金属製テープの条片を、ホットバーボンダ(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により製造されているCherusal、型番TM−100P−0222−LB)を用いて、太陽電池に接着した。ホットバーボンダ上の金属製ホットバーは、長さが6インチ(15cm)で幅が3mmであった。金属製テープは、次の時間及び温度プログラムを用いて、10秒間かけて接着された:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のための圧力は、200psi(1MPa)で一定に、10秒間の接着時間にわたってずっと維持された。接着処理の間、厚さが0.185mmのシリコーンゴムインターポーザのシート(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により供給される)を、銅箔テープと金属製ホットバー要素との間に配置した。
実施例4の金属製テープの3本の条片を、剥離ライナーを剥がして、結晶性シリコン太陽電池(平均ピークワット数は4.49、効率は18.80%〜19.00%)のアルミニウム製後側に貼り付けた。結晶性シリコン太陽電池は、アルミニウム製後側には銀ペーストのバスバーを含んでいなかった。それゆえ、全アルミニウム後面セルとも呼ぶ。これらのセルは、太陽電池の商業的製造業者から入手された。またこれらのセルは、市販の太陽電池と同じであるように意図されているが、太陽電池の後側に通例設けられている銀ペーストのバスバーを欠いている。金属製テープの3本の条片は、その長さが132mmであったが、それぞれの相対的位置が、太陽電池の前側に配置される3本の銀製バスバーの位置に対応するように配置された。次に金属製テープの条片を、ホットバーボンダ(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により製造されているCherusal、型番TM−100P−0222−LB)を用いて、太陽電池に接着した。ホットバーボンダ上の金属製ホットバーは、長さが6インチ(15cm)で幅が3mmであった。金属製テープは、次の時間及び温度プログラムを用いて、10秒間かけて接着された:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のための圧力は、200psi(1MPa)で一定に、10秒間の接着時間にわたってずっと維持された。接着処理の間、厚さが0.185mmのシリコーンゴムインターポーザのシート(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により供給される)を、銅箔テープと金属製ホットバー要素との間に配置した。
太陽電池の全アルミニウム後側に接着された金属製テープのバスバーを有する、2つの全アルミニウム後面セルを用いて、2セルソーラーモジュールを構築した。2つの太陽電池は、鉛フリーのタブリボン(E.Jordan Brooks社のCA−110、スズ96.5%、銀3.5%、ゲージ0.005、及び幅0.080インチ(0.20cm))を、太陽電池の前側上の銀製バスバーと、及び太陽電池の後側上の接着された金属製テープのバスバーと、に手作業で半田付けすることにより、電気的に直列に接続されていた。タブリボンは、2セルが繋がったもののそれぞれの側の上のクロスバスに半田付けされた。電気的リードが、それぞれのクロスバスに半田付けされた。2セルが繋がったものは、1/8インチ(0.3cm)厚の、太陽電池用、Solite Solar ガラス(AFG Industries社(テネシー州キングスポート)社製)、「太陽電池用封入材フィルムEVA9000」の7.25インチ(18.4cm)×14インチ(35.5cm)の一片、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tのバックシートを用いて貼り合わされた。テストパネル1に対して説明されたラミネータと、貼り合わせ条件と、を用いた。このようにして、2セルモジュール1A及び1Bを用意した。
比較テストパネルA
比較テストパネルAを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:(1)使用された金属製テープは、比較例Aに説明したようにして用意された;(2)使用されたホットバーボンダは、325℃の温度に設定された、Design Concepts社(カンザス州オレイサ)より入手可能なモデル「1093」であった;及び(3)使用された封入材は、「LIGHTSWITCH」という商品名で、Saint−Gobain社(フランス国パリ)入手可能なものであった。
比較テストパネルAを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:(1)使用された金属製テープは、比較例Aに説明したようにして用意された;(2)使用されたホットバーボンダは、325℃の温度に設定された、Design Concepts社(カンザス州オレイサ)より入手可能なモデル「1093」であった;及び(3)使用された封入材は、「LIGHTSWITCH」という商品名で、Saint−Gobain社(フランス国パリ)入手可能なものであった。
比較テストパネルB
比較テストパネルBを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)感圧性箔の接着剤テープを、標準的結晶性シリコン太陽電池のアルミニウム製後側に、室温で、ゴム製ローラーを用いて、約7重量ポンド(約31N)の力を用いて貼り合わせることにより接合した。2)パネルを越えて延びているテープ上の、露出した感圧性接着剤は除去されなかった。3)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。4)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルBを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)感圧性箔の接着剤テープを、標準的結晶性シリコン太陽電池のアルミニウム製後側に、室温で、ゴム製ローラーを用いて、約7重量ポンド(約31N)の力を用いて貼り合わせることにより接合した。2)パネルを越えて延びているテープ上の、露出した感圧性接着剤は除去されなかった。3)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。4)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルC
使用したテープを、比較例Cにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較用単一セルモジュールBにおいて説明したようにして、比較テストパネルCを用意した。
使用したテープを、比較例Cにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較用単一セルモジュールBにおいて説明したようにして、比較テストパネルCを用意した。
比較テストパネルD
使用したテープを、比較例Dにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較用単一セルモジュールBにおいて説明したようにして、比較テストパネルDを用意した。
使用したテープを、比較例Dにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較用単一セルモジュールBにおいて説明したようにして、比較テストパネルDを用意した。
比較テストパネルE
比較テストパネルEを、以下の事項を例外として、テストパネル1において説明したようにして用意した。1)比較例Eは、以下の条件で接着された:1秒かけて350℃に上げ、350℃で30秒間維持した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルEを、以下の事項を例外として、テストパネル1において説明したようにして用意した。1)比較例Eは、以下の条件で接着された:1秒かけて350℃に上げ、350℃で30秒間維持した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルF
使用したテープを、比較例Fにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較テストパネルEにおいて説明したようにして、比較テストパネルFを用意した。
使用したテープを、比較例Fにおいて説明したようにして用意したこと以外は、比較テストパネルEにおいて説明したようにして、比較テストパネルFを用意した。
比較テストパネルG
比較テストパネルGを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)使用したテープを、比較例Gに説明したようにして用意した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルGを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)使用したテープを、比較例Gに説明したようにして用意した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルH
比較テストパネルHを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)比較例Hは、以下の条件で接着された:1秒かけて350℃に上げ、350℃で15秒間維持した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
比較テストパネルHを、以下の事項を例外としてテストパネル1において説明したようにして用意した:1)比較例Hは、以下の条件で接着された:1秒かけて350℃に上げ、350℃で15秒間維持した。2)シミュレーションされた半田付けプロセスは行われなかった。3)「太陽電池用封入材フィルムEVA9100」、及び3M社製Scotchshieldフィルム17Tバックシートを用いた。
テストパネル1〜3内、及び比較テストパネルA〜H内の金属製テープ条片の抵抗を、前述の手順を用いて、経時変化の前及び後に計測した。前述のように(温度サイクルを用いる)第1経時変化テストを用いて得られた結果は、下記の表4に報告されている。なお、表4中、データの入っていないセルは、その変数が測定されなかったことを示す。結果は、テストパネル1及びテストパネル3において説明されたように用意されたものについては、3枚のテストパネルの平均抵抗値として表されている。テストパネル2及び比較テストパネルAについては、抵抗は2枚のテストパネルの平均値として報告されている。比較テストパネルB〜Hについては、1枚のテストパネルからの抵抗値が報告されている。
下記のデータ及びグラフにおいては、比較例に対して、実施例1における箔接着剤が、熱サイクルにおいて、顕著な安定性を示していることは明らかである。更に、熱サイクル(テストパネル1)及び85/85(テストパネル2)の両方における、非導電性接着剤の長期的安定性も、下に示されている。
温度サイクルを用いる第1経時変化テストの結果をグラフにより示す図が、図7に示されている。
前述したような、第2経時変化テスト(85℃/85%相対湿度テスト)にかけたモジュールの抵抗が、下記の表5に報告されている。テストパネル1、テストパネル3、及び比較テストパネルAについては、結果は、それぞれに説明されたように適切な方法で用意された、3枚の複製されたテストパネルの平均抵抗値として表されている。テストパネル2については、結果は、2枚の複製されたテストパネルからの平均抵抗値として表されている。
2セルモジュール1A及び1Bに対する、初期起電力テストのデータが、下記の表6に示されている。完全に機能する光起電力モジュールが、実施例4の金属製テープが全アルミニウム製後面に接着されている結晶性シリコン太陽電池を用いて構成できるということを、データは明確に示している。
2セルモジュール1Aを、85℃/85%相対湿度環境下に、1500時間置いた。2セルモジュール1Bを、1500時間/300サイクルの、熱サイクル環境下に置いた。両方の2セルモジュールを、500時間の露出後に、それぞれの環境から取り出し、光起電力モジュールテスターによってテストした。それぞれ500時間のテストインターバルからの、光起電力モジュールテストの値(フィルファクター、Pmax、及び効率)が、下記表7に示されている。
2セルモジュール1A及び2セルモジュール1Bに対するフィルファクターは、下記図8のグラフに示されている。
上に示されているデータにおいては、比較例と比べて、実施例において用意された金属製テープの、熱サイクルにおける顕著な安定性がわかるであろう。更に、熱サイクル及び85℃/85RH条件での加速させた経時変化の両方における、非導電性接着剤の長期的安定性も示されている。
(実施例5)
12ミクロンの厚さを有する銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社(サウスカロライナ州カムデン)より入手可能)を用意した。銅箔は、第1面及び第2面を有し、プライマーによりコーティングされた第1面は、クロム/亜鉛合金を含んでいた。下記の表8に挙げられている原材料を用いて、溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を用意した。なお、表8においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。下記の表8に挙げられている最初の5つの原材料を、カウレスタイプのミキサーにより、激しく1時間にわたり混ぜた。次に、MEKの2回目の投入を、混ぜながらゆっくりと加え、得られた混合物を、5分間にわたり静かに混ぜた。次に、得られた混合物を、100ミクロンのフィルタを通して静かに濾過した。
12ミクロンの厚さを有する銅箔(商品名「TOB−III」で、Oak Mitsui社(サウスカロライナ州カムデン)より入手可能)を用意した。銅箔は、第1面及び第2面を有し、プライマーによりコーティングされた第1面は、クロム/亜鉛合金を含んでいた。下記の表8に挙げられている原材料を用いて、溶剤ベースのエポキシ熱硬化性接着剤を用意した。なお、表8においては、それぞれの原材料の量は、接着剤の総重量を基にした重量%で表されている。下記の表8に挙げられている最初の5つの原材料を、カウレスタイプのミキサーにより、激しく1時間にわたり混ぜた。次に、MEKの2回目の投入を、混ぜながらゆっくりと加え、得られた混合物を、5分間にわたり静かに混ぜた。次に、得られた混合物を、100ミクロンのフィルタを通して静かに濾過した。
接着剤を更に、30ミクロンのフィルタに通して濾過し、次に幅17インチ(43cm)で、厚さ12ミクロンの銅箔(Oak Mitsui社製TOB−III)の、準備をされた側にコーティングした。コーティング処理のプロセスのライン速度は、60フィート/分(18m/分)であった。接着剤層は、130°F(54℃)、150°F(65℃)、及び170°F(77℃)にそれぞれ設定された、一連の乾燥用オーブン内で乾燥された。次に、接着剤によりコーティングされた箔は、170°F(77℃)に設定された、2台の標準型25フィート(7.6m)長の、乾燥用オーブンを通された。乾燥した接着剤層は、20ミクロンの厚さを有していた。剥離ライナー(「T−50」という商品名で、Eastman Chemical社(バージニア州マーティンズビル)より入手可能)が、接着剤層上に貼り合わされた。また、幅17インチ(43cm)の金属製テープを細く切り、2本の、幅8インチ(20cm)のロールとした。
2本の金属製テープのロールの銅側に、1cm2あたり、41個の突起の密度で、台形形状に配列された突起からなるドットパターンで、エンボス加工を施した。それぞれの突起は、約0.39mmの高さ、約0.74mmの基部直径、及び約0.43mmの上部直径を有していた。エンボス加工処理は、ロールツーロール装置上で、700重量ポンド(317kgf)(3114N)のエンボス加工力と、10フィート/分(3m/分)のライン速度と、を用いて施された。加えて、5重量ポンド(2.27kgf)(22N)の、巻きをほどく際の張力と、10重量ポンド(4.5kgf)(44N)の巻き取り張力と、がかけられた。次に、エンボス加工された金属製テープを細長く切り、3mm幅のロールとした。
実施例6−エンボス加工された金属箔テープを、以下の項目を例外として、まさに実施例5に説明したように用意した。(1)接着剤を、乾燥時の厚さが11ミクロンになるようにコーティングした;(2)エンボス加工は、20フィート/分(6.1m/分)の速度と、20重量ポンド(9.1kgf)(89N)の巻きをほどく際の張力で、施された。
2セルモジュール2
実施例5の金属製テープの3本の条片を、剥離ライナーを剥がして、結晶性シリコン太陽電池(平均ピークワット数は4.49、効率は18.80%〜19.00%)のアルミニウム製後側に貼り付けた。結晶性シリコン太陽電池は、アルミニウム製後側には銀ペーストのバスバーを含んでいなかった。それゆえ、全アルミニウム後面セルとも呼ぶ。これらのセルは、太陽電池の商業的製造業者から入手された。またこれらのセルは、市販の太陽電池と同じであるように意図されているが、太陽電池の後側に通例設けられている銀ペーストのバスバーを欠いている。金属製テープの3本の条片は、その長さが132mmであったが、剥離ライナーを剥離した後、それぞれの相対的位置が、太陽電池の前側に配置される3本の銀製バスバーの位置に対応するように配置された。次に金属製テープの条片を、ホットバーボンダ(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により製造されているCherusal、型番TM−100P−0222−LB)を用いて、太陽電池に接着した。ホットバーボンダ上の金属製ホットバーは、長さが6インチ(15cm)で幅が3mmであった。金属製テープは、次の時間及び温度プログラムを用いて、10秒間かけて接着された:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のための圧力は、200psi(1MPa)で一定に、10秒間の接着時間にわたってずっと維持された。接着処理の間、厚さが0.20mmのシリコーンゴムインターポーザのシート(「Sarcon 30T」という商品名で、Fujipoly America社(ニュージャージー州カーテレット)より入手可能)を、銅箔テープと金属製ホットバー要素との間に配置した。
実施例5の金属製テープの3本の条片を、剥離ライナーを剥がして、結晶性シリコン太陽電池(平均ピークワット数は4.49、効率は18.80%〜19.00%)のアルミニウム製後側に貼り付けた。結晶性シリコン太陽電池は、アルミニウム製後側には銀ペーストのバスバーを含んでいなかった。それゆえ、全アルミニウム後面セルとも呼ぶ。これらのセルは、太陽電池の商業的製造業者から入手された。またこれらのセルは、市販の太陽電池と同じであるように意図されているが、太陽電池の後側に通例設けられている銀ペーストのバスバーを欠いている。金属製テープの3本の条片は、その長さが132mmであったが、剥離ライナーを剥離した後、それぞれの相対的位置が、太陽電池の前側に配置される3本の銀製バスバーの位置に対応するように配置された。次に金属製テープの条片を、ホットバーボンダ(Trimech Technology PTE社(シンガポール)により製造されているCherusal、型番TM−100P−0222−LB)を用いて、太陽電池に接着した。ホットバーボンダ上の金属製ホットバーは、長さが6インチ(15cm)で幅が3mmであった。金属製テープは、次の時間及び温度プログラムを用いて、10秒間かけて接着された:1秒間で350℃にして、350℃で3秒間維持し、3秒間で320℃に下げ、320℃で1秒間維持し、1秒間で300℃に下げ、300℃で1秒間維持する。接着のための圧力は、200psi(1MPa)で一定に、10秒間の接着時間にわたってずっと維持された。接着処理の間、厚さが0.20mmのシリコーンゴムインターポーザのシート(「Sarcon 30T」という商品名で、Fujipoly America社(ニュージャージー州カーテレット)より入手可能)を、銅箔テープと金属製ホットバー要素との間に配置した。
エンボス加工された金属製テープが、そのアルミニウム製後側に接着された上述の太陽電池を用いて、これらの同じ太陽電池がその前側に、実施例6で用意した金属製テープを、剥離ライナーを剥離した後で接着された。金属製テープの3本の条片は、その長さが132mmであったが、金属製テープのみが細い銀製のグリッド線(又はフィンガー)に接触するように、3本の前側銀製バスバーに平行となるように(約2mmオフセットして)配置された。次に、金属製テープの3本の条片が、前述の、金属製テープを太陽電池のアルミニウム製の後側に接着するための手順と全く同じ手順を用いて、太陽電池の前側に接着された。
太陽電池の全アルミニウム後側に接着された金属製テープのバスバーと、太陽電池の前側に接着された金属製テープのバスバーと、を有する、2つの全アルミニウム後面セルを用いて、2セルソーラーモジュールを構築した。2セルモジュール内の2つのセルは、それぞれの太陽電池の前側上の、オフセットされた金属製テープのバスバーに合わせるために、互いに対してわずかにオフセットして配置されなければならなかった。2つの太陽電池は、タブリボン(E. Jordan Brooks社のCA−110、スズ60%、鉛40%、0.15mm×2.0mm)を、太陽電池の前側上の接着された金属製テープのバスバーと、太陽電池の後側上の接着された金属製テープのバスバーと、に手作業で半田付けすることにより、電気的に直列に接続されていた。半田用フラックス(Indiumアメリカ社(ニューヨーク州ユーティカ)より入手可能な、GS−3434)を、半田付けプロセスで用いた。タブリボンは、2セルが繋がったもののそれぞれの側の上のクロスバスに半田付けされた。電気的リードを、それぞれのクロスバスに半田付けし、それにより太陽電池アセンブリが作成された。2セルモジュールを、ラミネータ(NPC社(日本国東京)より入手可能なモデル「LM−50X50−S」)内に、次のコンポーネントを配置することによって用意した:エチルビニルアセテート(EVA)封入材(「3M 9100」という商品名で、3M社(ミネソタ州セントポール)より入手可能)を、2つのセルが繋がったものの前側及び後側上に配置し、太陽電池用、Solite Solar ガラス(1/8インチ(0.3cm)厚)(AFG Industries社(テネシー州キングスポート)社製)の7.25インチ(18.4cm)×14インチ(35.5cm)の一片を、EVA封入材の上に配置した。バックシート(「SCOTCHSHIELD FILM 17T」の商品名で、3M社より入手可能)を太陽電池の後側に隣接して配置した。これらの層の貼り合わせは、次のようなプロセス条件を用いて実行された:4分間150℃でポンプダウン(ピンを上げて)し、その後12分間150℃でプレスした。
2セルモジュール2A及び2Bに対する、初期起電力テストのデータが、下記の表9に示されている。完全に機能する光起電力モジュールが、前側及び後側、両方の上に、金属製テープから構成されたバスバーを有する結晶性シリコン太陽電池を用いて構成できるということを、データは明確に示している。
2セルモジュール2Aを、85℃/85%相対湿度環境下に、1000時間置いた。2セルモジュール2Bを、2000時間/400サイクルの、熱サイクル環境下に置いた。両方の2セルモジュールを、500時間の露出後に、それぞれの環境から取り出し、光起電力モジュールテスターによってテストした。それぞれ500時間のテストインターバルからの、光起電力モジュールテストの値(フィルファクター、Pmax、及び効率)が、下記表10に示されている。
2セルモジュール2A及び2セルモジュール2Bに対するフィルファクターは、図10に示されている。
上に示されているデータにおいては、実施例において用意された金属製テープの、熱サイクルにおける顕著な安定性が示されている。更に、熱サイクル及び85℃/85RH条件での、非導電性接着剤の長期的安定性も示されている。2000時間の85/85において、モジュール2Bの性能劣化は約2%であり、モジュール2Aは、2000時間(400回の熱サイクル)を経ても、本質的に性能劣化を示していない。比較のために挙げておくと、そのような経時変化テストにおけるIECのベンチマークは、1000時間経った時点での性能の低下が5%未満である。前側のテープが接着される基板は非多孔質の基板であり、後側のテープが接着されるアルミニウムペーストとは異なるということを考えれば驚くべきことであるが、データは、前側のテープの性能は後側のテープの性能と同等であるということも示している。
(実施例7)
アクリル接着剤を、表11に挙げた原材料を混合して用意した。次に、35ミクロンの銅箔(Oak Mitsui社より、「ML」という商品名で、入手可能)の約14インチ×6インチ(36cm×15cm)の一片の中央部分に、6インチ×6インチ(15cm×15cm)のドットパターン工具を用いて、エンボス加工を施した。エンボス加工は、エンボス加工用工具が、銅箔の光沢のある側に置かれるようにして施された。エンボス加工用工具のドットパターンは、1cm2あたり、41個の突起の密度で、台形形状に配列された突起を含む。それぞれの突起は、約0.39mmの高さ、約0.74mmの基部直径、及び約0.43mmの上部直径を有していた。箔及びエンボス加工用工具は、平圧印刷機内に置かれ、約20,000ポンド(約88,964N)の力を、エンボス加工用工具にかけた。次に、ラボ用の、1.5ミル(0.038mm)のギャップを備えた手作業で広げるコーティング器具を用いて、アクリル接着剤溶液(下記の表を参照のこと)を、銅箔のエンボス加工処理された部分の、光沢のない側にコーティングした。アクリル接着剤溶液をオーブン中で、60℃にて12分間乾燥した。アクリル接着剤でコーティングされた箔を細長く切り、幅が3mmで、長さが約9インチ(約23cm)の条片としたが、箔の6インチ(15cm)のエンボス加工された区域でコーティングされた接着剤を含む区域が、長さ9インチ(23cm)の条片の中央になるようにした。
アクリル接着剤を、表11に挙げた原材料を混合して用意した。次に、35ミクロンの銅箔(Oak Mitsui社より、「ML」という商品名で、入手可能)の約14インチ×6インチ(36cm×15cm)の一片の中央部分に、6インチ×6インチ(15cm×15cm)のドットパターン工具を用いて、エンボス加工を施した。エンボス加工は、エンボス加工用工具が、銅箔の光沢のある側に置かれるようにして施された。エンボス加工用工具のドットパターンは、1cm2あたり、41個の突起の密度で、台形形状に配列された突起を含む。それぞれの突起は、約0.39mmの高さ、約0.74mmの基部直径、及び約0.43mmの上部直径を有していた。箔及びエンボス加工用工具は、平圧印刷機内に置かれ、約20,000ポンド(約88,964N)の力を、エンボス加工用工具にかけた。次に、ラボ用の、1.5ミル(0.038mm)のギャップを備えた手作業で広げるコーティング器具を用いて、アクリル接着剤溶液(下記の表を参照のこと)を、銅箔のエンボス加工処理された部分の、光沢のない側にコーティングした。アクリル接着剤溶液をオーブン中で、60℃にて12分間乾燥した。アクリル接着剤でコーティングされた箔を細長く切り、幅が3mmで、長さが約9インチ(約23cm)の条片としたが、箔の6インチ(15cm)のエンボス加工された区域でコーティングされた接着剤を含む区域が、長さ9インチ(23cm)の条片の中央になるようにした。
テストパネル4、5、6、及び7
テストパネル4,5,6及び7を、10秒間の接着時間中ずっと接着温度を255℃に設定した以外は、比較テストパネルAに説明した手順を用いて用意した。
テストパネル4,5,6及び7を、10秒間の接着時間中ずっと接着温度を255℃に設定した以外は、比較テストパネルAに説明した手順を用いて用意した。
テストパネル4及び5を、熱サイクルテストにかけ、テストパネル6及び7を85/85テストにかけた。熱サイクルテストにかけたテストパネル4及び5の抵抗値のデータは、表12に示されており、85/85テストにかけたテストパネル6及び7の抵抗値データは、下記の表13に示されている。
本明細書でいくつかの実施形態を詳細に説明したが、当然のことながら、当業者は上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の代替物、変更物、及び均等物を容易に想起できることを認識するであろう。したがって、本開示は、本明細書における前述の例示の実施形態に不当に限定されるべきではないと理解すべきである。更に、本明細書にて参照される全ての出版物、公開特許出願、及び発行された特許は、それぞれの個々の出版物又は特許が参照により援用されることを明確にかつ個々に指示したかのごとく、それらの全体が同程度で、参照により本明細書に援用される。さまざまな実施形態が説明されてきた。これら及びその他の実施形態は、実施形態及び特許請求の下記列挙の範囲内である。
本明細書に記載の全ての参照は、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書で使用する場合、「上に」及び「隣接する」という語は、直接的に何かの上に、及び可能性として他の層がそれらの間に位置した状態で間接的に何かの上にある両方の層を包含する。
本明細書で使用する場合、「主表面(単数)」及び「主表面(複数)」という用語は、3組の対向する表面を有する、三次元形状上の最も大きい表面積を有する表面を指す。
他に指示がない限り、本開示及び「特許請求の範囲」で使用される特徴の大きさ、量、物理特性を表わす数字は全て、どの場合においても用語「約」によって修飾されるものとして理解されるべきである。それ故に、そうでないことが示されない限り、前述の明細書及び添付の特許請求の範囲で示される数値パラメータは、本明細書で開示される教示内容を用いて当業者により、目標対象とする所望の特性に応じて、変化し得る近似値である。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられているとき、「a」、「an」、及び「the」などの単数形は、その内容によって別段の明確な指示がなされていない限りは、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。
本開示及び添付の「特許請求の範囲」において使用する場合、その内容について別段の明確な指示がない限り、「又は」という用語は概して、「及び/又は」を包含する意味で用いられる。
品目リストがその後に続く「〜のうちの少なくとも1つ」及び「〜のうちの少なくとも1つを含む」という表現は、リスト内の品目のいずれか1つ及び2つ以上の品目の任意の組み合わせを含むことを指す。全ての数値範囲は、特に断らない限り、その端点と、端点間の非整数値を含む。
本開示のさまざまな実施形態及び実装が開示される。開示された実施形態は例証するために提示されるもので、制限するためのものではない。上記の実施形態及び他の実施形態は以下の「特許請求の範囲」の範囲内である。本開示が、開示されたもの以外の実施形態及び実施により実行され得ることは、当業者には理解されよう。上記の実施形態及び実施の詳細には、本発明の基礎をなす原理から逸脱することなく多くの変更を加えることができる点は当業者に認識されるであろう。本発明は、本明細書に記載した例示的な実施形態及び実施例によって過度に限定されるものではなく、またかかる実施例及び実施形態は、一例として表されているだけであり、ただし、本発明の範囲は、以下のように本明細書に記載した請求項によってのみ限定されることを意図するものと理解されるべきである。更に、本発明に対するさまざまな改変及び変形が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく当業者にとって明らかとなろう。したがって、本出願の範囲は以下の「特許請求の範囲」によってのみ定められるべきものである。
追加的な実施形態の例
A.バスバーテープであって、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
テープは半田付け可能であり、
テープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着することができる。
B.実施形態Aに記載のバスバーテープであって、エンボス加工が施されている。
C.実施形態A又はBに記載のバスバーテープであって、半田付け可能ではないアルミニウム製の面は、光起電力太陽電池のアルミニウム製の後面である。
D.実施形態A〜Cのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
E.実施形態A〜Dのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
F.実施形態A〜Eのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は銅を含む。
G.実施形態A〜Fのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は亜鉛を更に含む。
H.実施形態A〜Gのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
I.実施形態A〜Hのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
J.実施形態A〜Iのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
K.実施形態A〜Jのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルのアルミニウム製の後面に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
L.実施形態A〜Kのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルのアルミニウム製の後面に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
M.光起電力太陽電池であって、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
バスバーテープと、を備え、
バスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
バスバーテープは半田付け可能であり、
バスバーテープは、シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の半田付け可能ではないアルミニウム製の面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して貼り付けられる。
N.実施形態Mに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
O.実施形態M又はNに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
P.実施形態M〜Oのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
Q.実施形態M〜Pのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は銅を含む。
R.実施形態M〜Qのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔はスズでコーティングされている。
S.実施形態M〜Rのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
T.実施形態M〜Sのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
U.実施形態M〜Tのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の保管寿命を有する。
V.実施形態M〜Uのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
W.実施形態M〜Vのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
X.実施形態M〜Wのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
Y.2つ又はそれより多くの光起電力太陽電池を備える光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力太陽電池の少なくともいくつかは、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
少なくとも1本の前側のバスバーと、
後側のバスバーテープと、を備え、
後側のバスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
後側のバスバーテープは、シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着され、
少なくとも第1の光起電力太陽電池は、タブリボンを介して、第2の光起電力太陽電池に電気的に直列に接続されており、
タブリボンの一端は、第1の光起電力太陽電池の前側のバスバーに半田付けされており、かつタブリボンの他端は第2の光起電力太陽電池の後側のバスバーテープに半田付けされている。
Z.実施形態Yに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
AA.実施形態Y又はZに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
BB.実施形態Y〜AAのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
CC.実施形態Y〜BBのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は銅を含む。
DD.実施形態Y〜CCのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔はスズでコーティングされている。
EE.実施形態Y〜DDのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
FF.実施形態Y〜EEのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
GG.実施形態Y〜FFのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
HH.実施形態Y〜GGのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
II.光起電力太陽電池を対象とする先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
JJ.光起電力太陽電池を対象とする先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力セルのうちの少なくともいくつかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
KK.光起電力太陽電池上に、半田付け可能な面を提供する方法であって、
光起電力太陽電池は、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
バスバーテープと、を備え、
バスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
バスバーテープは半田付け可能であり、
その方法が、
バスバーテープを、光起電力太陽電池の、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に貼り付ける工程と、
バスバーテープ及び光起電力太陽電池を熱プレス処理する工程と、を含む。
LL.実施形態KKに記載の方法であって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
MM.実施形態KK又はLLに記載の方法であって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
NN.実施形態KK〜MMのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
OO.実施形態KK〜NNのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は銅を含む。
PP.実施形態KK〜OOのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔はスズでコーティングされている。
QQ.実施形態KK〜PPのいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
RR.実施形態KK〜QQのいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
SS.実施形態KK〜RRのいずれか1つに記載の方法であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
TT.実施形態KK〜SSのいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
UU.実施形態KK〜TTのいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
VV.実施形態KK〜UUのいずれか1つに記載の方法であって、光起電力セルは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
WW.実施形態KK〜VVのいずれか1つに記載の方法であって、熱プレスの工程の間の時間は、約20秒間又はそれより短い。
A.バスバーテープであって、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
テープは半田付け可能であり、
テープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着することができる。
B.実施形態Aに記載のバスバーテープであって、エンボス加工が施されている。
C.実施形態A又はBに記載のバスバーテープであって、半田付け可能ではないアルミニウム製の面は、光起電力太陽電池のアルミニウム製の後面である。
D.実施形態A〜Cのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
E.実施形態A〜Dのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
F.実施形態A〜Eのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は銅を含む。
G.実施形態A〜Fのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は亜鉛を更に含む。
H.実施形態A〜Gのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
I.実施形態A〜Hのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
J.実施形態A〜Iのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
K.実施形態A〜Jのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルのアルミニウム製の後面に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
L.実施形態A〜Kのいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルのアルミニウム製の後面に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
M.光起電力太陽電池であって、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
バスバーテープと、を備え、
バスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
バスバーテープは半田付け可能であり、
バスバーテープは、シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の半田付け可能ではないアルミニウム製の面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して貼り付けられる。
N.実施形態Mに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
O.実施形態M又はNに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
P.実施形態M〜Oのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
Q.実施形態M〜Pのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は銅を含む。
R.実施形態M〜Qのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔はスズでコーティングされている。
S.実施形態M〜Rのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
T.実施形態M〜Sのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
U.実施形態M〜Tのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の保管寿命を有する。
V.実施形態M〜Uのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
W.実施形態M〜Vのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
X.実施形態M〜Wのいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
Y.2つ又はそれより多くの光起電力太陽電池を備える光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力太陽電池の少なくともいくつかは、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
少なくとも1本の前側のバスバーと、
後側のバスバーテープと、を備え、
後側のバスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
後側のバスバーテープは、シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着され、
少なくとも第1の光起電力太陽電池は、タブリボンを介して、第2の光起電力太陽電池に電気的に直列に接続されており、
タブリボンの一端は、第1の光起電力太陽電池の前側のバスバーに半田付けされており、かつタブリボンの他端は第2の光起電力太陽電池の後側のバスバーテープに半田付けされている。
Z.実施形態Yに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
AA.実施形態Y又はZに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
BB.実施形態Y〜AAのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
CC.実施形態Y〜BBのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は銅を含む。
DD.実施形態Y〜CCのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔はスズでコーティングされている。
EE.実施形態Y〜DDのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
FF.実施形態Y〜EEのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
GG.実施形態Y〜FFのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
HH.実施形態Y〜GGのいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
II.光起電力太陽電池を対象とする先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
JJ.光起電力太陽電池を対象とする先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力セルのうちの少なくともいくつかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
KK.光起電力太陽電池上に、半田付け可能な面を提供する方法であって、
光起電力太陽電池は、
前面と後面とを有するシリコンウェハと、
シリコンウェハの後面に隣接する、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面と、
バスバーテープと、を備え、
バスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
バスバーテープは半田付け可能であり、
その方法が、
バスバーテープを、光起電力太陽電池の、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に貼り付ける工程と、
バスバーテープ及び光起電力太陽電池を熱プレス処理する工程と、を含む。
LL.実施形態KKに記載の方法であって、バスバーテープは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されている。
MM.実施形態KK又はLLに記載の方法であって、非導電性の接着剤の少なくともいくらかは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面の孔に入ることが可能である。
NN.実施形態KK〜MMのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物を含む。
OO.実施形態KK〜NNのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は銅を含む。
PP.実施形態KK〜OOのいずれか1つに記載の方法であって、金属箔はスズでコーティングされている。
QQ.実施形態KK〜PPのいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
RR.実施形態KK〜QQのいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
SS.実施形態KK〜RRのいずれか1つに記載の方法であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
TT.実施形態KK〜SSのいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
UU.実施形態KK〜TTのいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
VV.実施形態KK〜UUのいずれか1つに記載の方法であって、光起電力セルは、多孔質の、半田付け可能ではないアルミニウム製の面上に、銀ペーストを含まない。
WW.実施形態KK〜VVのいずれか1つに記載の方法であって、熱プレスの工程の間の時間は、約20秒間又はそれより短い。
a)バスバーテープであって、
a.導電性金属箔と、
b.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
c.テープは半田付け可能であり、
d.テープは、結晶性シリコン光起電力材料に接着することが可能である。
b)実施形態a)に記載のバスバーテープであって、バスバーテープにはエンボス加工が施されていない。
c)実施形態a)又はb)に記載のバスバーテープであって、テープは、光起電力セルの前側上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
d)実施形態a)〜c)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、テープは、光起電力セルの前側の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
e)実施形態a)〜d)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
f)実施形態a)〜e)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は銅を含む。
g)実施形態a)〜f)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は亜鉛を更に含む。
h)実施形態a)〜g)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
i)実施形態a)〜h)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
j)実施形態a)〜i)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
k)実施形態a)〜j)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
l)実施形態a)〜k)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
m)光起電力太陽電池であって、
a.前面と後面とを有するシリコンウェハと、
b.バスバーテープと、を備え、
c.シリコンウェハは、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
d.バスバーテープは、
i.導電性金属箔と、
ii.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
iii.バスバーテープは半田付け可能であり、
e.バスバーテープは、シリコンウェハの前面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着される。
n)実施形態m)に記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
o)実施形態m)又はn)に記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
p)実施形態m)〜o)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
q)実施形態m)〜p)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
r)実施形態m)〜q)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は銅を含む。
s)実施形態m)〜r)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔はスズでコーティングされている。
t)実施形態m)〜s)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
u)実施形態m)〜t)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
v)実施形態m)〜u)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の保管寿命を有する。
w)実施形態m)〜v)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
x)実施形態m)〜w)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
y)2つ又はそれより多くの光起電力太陽電池を備える光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力太陽電池の少なくともいくつかは、
a.前面と後面とを有するシリコンウェハと、
b.少なくとも1本の前側のバスバーと、
c.少なくとも1本の後側のバスバーテープと、を備え、
d.シリコンウェハは、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
e.前側のバスバーテープは、
i.導電性金属箔と、
ii.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
f.前側のバスバーテープは、シリコンウェハの前面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着され、
g.少なくとも第1の光起電力太陽電池は、第2の光起電力太陽電池に、少なくとも1本のタブリボンを介して電気的に直列に接続されており、
h.少なくとも1本のタブリボンの一端は、第1の光起電力太陽電池の少なくとも1本の前側のバスバーに半田付けされており、かつタブリボンの他端は、第2の光起電力太陽電池の少なくとも1本の後側のバスバーテープに半田付けされている。
z)実施形態y)に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
aa)実施形態y)又はz)に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
bb)実施形態y)〜aa)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
cc)実施形態y)〜bb)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
dd)実施形態y)〜cc)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は銅を含む。
ee)実施形態y)〜dd)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔はスズでコーティングされている。
ff)実施形態y)〜ee)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
gg)実施形態y)〜ff)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
hh)実施形態y)〜gg)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
ii)実施形態y)〜hh)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
jj)光起電力太陽電池を対象とする、先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
kk)光起電力太陽電池上に、半田付け可能な面を提供する方法であって、
a.光起電力太陽電池は、
i.前面及び後面を有するシリコンウェハと、
ii.バスバーテープと、を備え、
iii.シリコンウェハが、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、バスバーテープが、
1.導電性金属箔と、
2.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
3.バスバーテープは半田付け可能であり、
b.その方法は、
c.バスバーテープを、光起電力太陽電池のシリコンウェハの前面に貼り付ける工程と、
d.バスバーテープ及び光起電力太陽電池を熱プレス処理する工程と、を含む。
ll)実施形態kk)に記載の方法であって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
mm)実施形態kk)又はll)に記載の方法であって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
nn)光起電力ソーラーモジュールを対象とする先行する実施形態のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
oo)実施形態kk)〜nn)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
pp)実施形態kk)〜oo)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は銅を含む。
qq)実施形態kk)〜pp)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔はスズでコーティングされている。
rr)実施形態kk)〜qq)のいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
ss)実施形態kk)〜rr)のいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
tt)実施形態kk)〜ss)のいずれか1つに記載の方法であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
uu)実施形態kk)〜tt)のいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
vv)実施形態kk)〜uu)のいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
ww)実施形態kk)〜vv)のいずれか1つに記載の方法であって、熱プレスの工程の間の時間は、約20秒間又はそれより短い。
a.導電性金属箔と、
b.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
c.テープは半田付け可能であり、
d.テープは、結晶性シリコン光起電力材料に接着することが可能である。
b)実施形態a)に記載のバスバーテープであって、バスバーテープにはエンボス加工が施されていない。
c)実施形態a)又はb)に記載のバスバーテープであって、テープは、光起電力セルの前側上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
d)実施形態a)〜c)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、テープは、光起電力セルの前側の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
e)実施形態a)〜d)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
f)実施形態a)〜e)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は銅を含む。
g)実施形態a)〜f)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、金属箔は亜鉛を更に含む。
h)実施形態a)〜g)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
i)実施形態a)〜h)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
j)実施形態a)〜i)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
k)実施形態a)〜j)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
l)実施形態a)〜k)のいずれか1つに記載のバスバーテープであって、バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
m)光起電力太陽電池であって、
a.前面と後面とを有するシリコンウェハと、
b.バスバーテープと、を備え、
c.シリコンウェハは、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
d.バスバーテープは、
i.導電性金属箔と、
ii.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
iii.バスバーテープは半田付け可能であり、
e.バスバーテープは、シリコンウェハの前面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着される。
n)実施形態m)に記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
o)実施形態m)又はn)に記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
p)実施形態m)〜o)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
q)実施形態m)〜p)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
r)実施形態m)〜q)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔は銅を含む。
s)実施形態m)〜r)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、金属箔はスズでコーティングされている。
t)実施形態m)〜s)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
u)実施形態m)〜t)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
v)実施形態m)〜u)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の保管寿命を有する。
w)実施形態m)〜v)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
x)実施形態m)〜w)のいずれか1つに記載の光起電力太陽電池であって、光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
y)2つ又はそれより多くの光起電力太陽電池を備える光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力太陽電池の少なくともいくつかは、
a.前面と後面とを有するシリコンウェハと、
b.少なくとも1本の前側のバスバーと、
c.少なくとも1本の後側のバスバーテープと、を備え、
d.シリコンウェハは、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
e.前側のバスバーテープは、
i.導電性金属箔と、
ii.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
f.前側のバスバーテープは、シリコンウェハの前面に、非導電性の熱硬化性接着剤を介して接着され、
g.少なくとも第1の光起電力太陽電池は、第2の光起電力太陽電池に、少なくとも1本のタブリボンを介して電気的に直列に接続されており、
h.少なくとも1本のタブリボンの一端は、第1の光起電力太陽電池の少なくとも1本の前側のバスバーに半田付けされており、かつタブリボンの他端は、第2の光起電力太陽電池の少なくとも1本の後側のバスバーテープに半田付けされている。
z)実施形態y)に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
aa)実施形態y)又はz)に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
bb)実施形態y)〜aa)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
cc)実施形態y)〜bb)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
dd)実施形態y)〜cc)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔は銅を含む。
ee)実施形態y)〜dd)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、金属箔はスズでコーティングされている。
ff)実施形態y)〜ee)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、粘着性がある。
gg)実施形態y)〜ff)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
hh)実施形態y)〜gg)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
ii)実施形態y)〜hh)のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
jj)光起電力太陽電池を対象とする、先行するいずれか1つの実施形態に記載の光起電力ソーラーモジュールであって、光起電力モジュールは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
kk)光起電力太陽電池上に、半田付け可能な面を提供する方法であって、
a.光起電力太陽電池は、
i.前面及び後面を有するシリコンウェハと、
ii.バスバーテープと、を備え、
iii.シリコンウェハが、前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、バスバーテープが、
1.導電性金属箔と、
2.非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
3.バスバーテープは半田付け可能であり、
b.その方法は、
c.バスバーテープを、光起電力太陽電池のシリコンウェハの前面に貼り付ける工程と、
d.バスバーテープ及び光起電力太陽電池を熱プレス処理する工程と、を含む。
ll)実施形態kk)に記載の方法であって、バスバーテープは、シリコンウェハの前面に接着されるのに先立って、エンボス加工が施されていない。
mm)実施形態kk)又はll)に記載の方法であって、バスバーテープは、前面上の1本又はそれより多くの銀製グリッド線に沿うことができるのに十分な可撓性を有する。
nn)光起電力ソーラーモジュールを対象とする先行する実施形態のいずれか1つに記載の光起電力ソーラーモジュールであって、バスバーテープは、光起電力セルの前側上の、1本又はそれより多くの銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である。
oo)実施形態kk)〜nn)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む。
pp)実施形態kk)〜oo)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔は銅を含む。
qq)実施形態kk)〜pp)のいずれか1つに記載の方法であって、金属箔はスズでコーティングされている。
rr)実施形態kk)〜qq)のいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は粘着性がある。
ss)実施形態kk)〜rr)のいずれか1つに記載の方法であって、非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む。
tt)実施形態kk)〜ss)のいずれか1つに記載の方法であって、バスバーテープは、少なくとも3週間の、室温での保管寿命を有する。
uu)実施形態kk)〜tt)のいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
vv)実施形態kk)〜uu)のいずれか1つに記載の方法であって、
a.光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる。
ww)実施形態kk)〜vv)のいずれか1つに記載の方法であって、熱プレスの工程の間の時間は、約20秒間又はそれより短い。
Claims (20)
- 導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含むバスバーテープであって、
前記テープは半田付け可能であり、
前記テープは、結晶性シリコン光起電力材料に接着することが可能である、バスバーテープ。 - 前記テープは、光起電力セルの前側の、1本又はそれより多くの前記銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である、請求項1に記載のバスバーテープ。
- 前記金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む、請求項1又は2に記載のバスバーテープ。
- 前記金属箔は銅を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のバスバーテープ。
- 前記金属箔は亜鉛を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバスバーテープ。
- 前記非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバスバーテープ。
- 前記バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、前記光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のバスバーテープ。
- 前記バスバーテープが光起電力セルの前側に貼り付けられた場合には、前記光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも400サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも2000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる、請求項1〜7のいずれか一項に記載のバスバーテープ。
- 前面及び後面を有するシリコンウェハと、
バスバーテープと、を備える光起電力太陽電池であって、
前記シリコンウェハは、前記前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
前記バスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
前記バスバーテープは半田付け可能であり、
前記バスバーテープは、前記シリコンウェハの前記前面に、前記非導電性の熱硬化性接着剤を介して接合される、光起電力太陽電池。 - 前記バスバーテープは、光起電力セルの前側の、1本又はそれより多くの前記銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である、請求項9に記載の光起電力太陽電池。
- 前記金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む、請求項9又は10に記載の光起電力太陽電池。
- 前記金属箔は銅を含む、請求項9〜11のいずれか一項に記載の光起電力太陽電池。
- 前記光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる、請求項9〜12のいずれか一項に記載の光起電力太陽電池。
- 2つ又はそれより多くの光起電力太陽電池を含む光起電力ソーラーモジュールであって、前記光起電力太陽電池の少なくともいくつかが、
前面及び後面を有するシリコンウェハと、
少なくとも1本の、前側のバスバーと、
少なくとも1本の、後側のバスバーテープと、を備え、
前記シリコンウェハは、前記前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、
前記前側のバスバーテープは、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、
前記前側のバスバーテープは、前記シリコンウェハの前記前面に、前記非導電性の熱硬化性接着剤を介して接合され、
少なくとも第1の光起電力太陽電池は、第2の光起電力太陽電池に、少なくとも1本のタブリボンを介して電気的に直列に接続されており、
前記少なくとも1本のタブリボンの一端は、前記第1の光起電力太陽電池の前記少なくとも1本の前側のバスバーに半田付けされており、かつ前記タブリボンの他端は、前記第2の光起電力太陽電池の前記少なくとも1本の後側のバスバーテープに半田付けされている、光起電力ソーラーモジュール。 - 光起電力太陽電池上に、半田付け可能な面を提供する方法であって、
前記光起電力太陽電池が、
前面及び後面を有するシリコンウェハと、
バスバーテープと、を備え、
前記シリコンウェハが、前記前面上に、1本又はそれより多くの銀製グリッド線を備え、前記バスバーテープが、
導電性金属箔と、
非導電性の熱硬化性接着剤と、を含み、かつ
前記バスバーテープは半田付け可能である、方法であって、
前記バスバーテープを、前記光起電力太陽電池の前記シリコンウェハの前記前面に貼り付ける工程と、
前記バスバーテープ及び前記光起電力太陽電池を熱プレス処理する工程と、を含む方法。 - 前記バスバーテープは、光起電力セルの前記前側の、1本又はそれより多くの前記銀製グリッド線に電気的接続をすることが可能である、請求項14に記載の光起電力ソーラーモジュール。
- 前記金属箔は、銅、アルミニウム、スズ、鉄、ニッケル、銀、金、鉛、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、及びそれらの混合物から選択される1種類又はそれより多くの金属を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記金属箔は銅を含む、請求項15又は17に記載の方法。
- 前記非導電性の接着剤は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、シアン酸エステル、フェノール樹脂、マレイミド樹脂、フェノキシ樹脂、及びそれらの混合物のうちの少なくとも1種類を含む、請求項15、17、及び18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記光起電力セルは、電気的接続の抵抗増加が5%未満で、少なくとも200サイクルの熱サイクル(−40℃〜90℃)と、少なくとも1000時間の湿熱(85℃/85%相対湿度テスト)と、に耐えることができる、請求項15、及び17〜19のいずれか一項に記載の方法。
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