導体線及びその製造方法、並びに太陽電池
【課題】 電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができるとともに、複数の太陽電池素子を接続するインナーリード線として用いることにより、発電効率の低下を回避することができる導体線を提供する。
【解決手段】 太陽電池素子２０の表裏面には、それぞれ、所定の接着剤３０を介して銅線等の金属線を主材料とするインナーリード線４０が接合される。インナーリード線４０には、金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤３０が塗布されるとともに、金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ接着剤３０が塗布される。接着剤３０としては、異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）が用いられる。
【解決手段】 太陽電池素子２０の表裏面には、それぞれ、所定の接着剤３０を介して銅線等の金属線を主材料とするインナーリード線４０が接合される。インナーリード線４０には、金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤３０が塗布されるとともに、金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ接着剤３０が塗布される。接着剤３０としては、異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）が用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数の太陽電池素子等、複数の電子部品を電気的に接続する導体線及びその製造方法、並びにこの導体線をインナーリード線として用いた太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体の起電力効果を利用して光エネルギを直接電力に変換する太陽電池が知られている。太陽電池は、パネル状の太陽電池素子を複数接続して構成されているが、これら太陽電池素子を接続する導体線、すなわち、インナーリード線としては、通常、銅線表面にハンダコートしたものを使用している。すなわち、太陽電池素子は、フラックスを使用してインナーリード線にコートされたハンダと当該太陽電池素子上の銀（Ａｇ）からなるバスバー電極とをハンダ接合することにより、当該インナーリード線と電気的に接続される。
【０００３】
しかしながら、このようなハンダ接合における接合温度は、鉛フリーのハンダを用いた場合には２４０℃程度の高い温度となる。そのため、太陽電池にハンダ接合を適用した場合には、シリコン等からなる太陽電池素子と銅線からなるインナーリード線との熱収縮率の違いに起因して、これら太陽電池素子とインナーリード線との間に応力が発生する。したがって、太陽電池においては、かかる応力が太陽電池素子の反りや割れの原因となり、不良に繋がったり、太陽電池素子からバスバー電極が剥離したりする事態を招来していた。
【０００４】
そこで、このような応力を軽減するために、インナーリード線を構成する銅線に代えて熱膨張係数が小さいインバー（Ｃｕ−３６ｍａｓｓ％Ｎｉ）を使用する技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。また、このようなインナーリード線の素材を変更する方法以外にも、接続の形状等を変えることにより、応力を小さくする等の工夫もなされている（例えば、特許文献２及び特許文献３等参照。）。さらに、インナーリード線ではないが、異方性導電膜を介して複数の電極を電気的に接続した太陽電池も提案されている（例えば、特許文献４等参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５４３５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１２００号公報
【特許文献３】特開２００５−３０２９０２号公報
【特許文献４】特開昭６１−２８４９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱膨張係数が小さいインバーを使用した従来の技術においては、銅線に比べてインバーの体積抵抗率が大きく、インナーリード線自体の抵抗値が高くなることから、太陽電池の発電効率を低下させるという問題があり、インナーリード線の形状や接続の形状を変更するのは実用的ではない。
【０００７】
また、太陽電池素子とインナーリード線とをハンダ接合する従来の技術においては、ハンダの濡れ性を向上させるためにフラックスを必要とする。そのため、かかる技術においては、接合後にフラックスの洗浄が必要となり、この洗浄工程にも大きくタクトを取られてしまうという問題があり、また、フラックスの洗浄不足がある場合には、太陽電池素子の面上にフラックスが残存してしまうことから、発電効率の低下を招来するという問題もあった。
【０００８】
なお、このような問題は、複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線に限らず、導体線とは熱収縮率が異なることによって当該導体線との間に生じた熱膨張による応力に起因する不良が発生するような任意の複数の電子部品に共通して存在するものである。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、接続する電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができる導体線、及びこのような導体線を極めて効率よく容易に製造することができる導体線の製造方法、並びにこの導体線をインナーリード線として用いることによって発電効率の低下を回避することができる太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、導体線の接合に関して鋭意研究を重ねた結果、接合材料としてハンダに代わる新たな材料を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる導体線の製造方法は、複数の電子部品を電気的に接続する導体線の製造方法であって、上記導体線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された状態となるように、上記主材料に上記接着剤を塗布する塗布工程と、上記塗布工程にて塗布された上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するフィルム化工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
このような本発明にかかる導体線の製造方法においては、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して電子部品と接合することが可能な導体線を、長尺状の金属箔のライン加工によって極めて効率よく容易に製造することができる。
【００１３】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる導体線は、複数の電子部品を電気的に接続する導体線であって、主材料となる所定の金属線と、上記金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布された第１の領域と、上記金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された第２の領域とから構成され、上記第１の領域及び上記第２の領域のそれぞれに塗布された上記接着剤が乾燥又はＢステージ化してフィルム化されていることを特徴としている。
【００１４】
このような本発明にかかる導体線は、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して電子部品と接合することが可能となる。したがって、本発明にかかる導体線においては、従来のハンダ接合よりも低温度で電子部品と接合することができるため、熱膨張による応力を軽減することができ、弾性率が小さいことから低応力で接続することもでき、電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができる。特に、本発明にかかる導体線は、太陽電池素子との接合用のインナーリード線として用いることにより、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子と接合することができるため、太陽電池の発電効率の低下を回避することができる。
【００１５】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる太陽電池は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子と、隣接する上記太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを備え、上記インナーリード線は、所定の接着剤を介して、上記太陽電池素子と接合されていることを特徴としている。
【００１６】
このような本発明にかかる太陽電池は、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合することから、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子と接合することができる。したがって、本発明にかかる太陽電池は、熱膨張による応力を軽減することができ、弾性率が小さいことから低応力で接続することもでき、太陽電池素子の不良の発生を大幅に軽減することができるとともに、発電効率の低下を回避することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができ、特に電子部品としての太陽電池素子との接合用のインナーリード線として用いることにより、太陽電池の発電効率の低下を回避することができる。また、本発明によれば、このような導体線を極めて効率よく容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
この実施の形態は、半導体の起電力効果を利用して光エネルギを直接電力に変換する太陽電池である。特に、この太陽電池は、複数のパネル状の太陽電池素子と、これら太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを、従来のハンダ接合ではない方法で接合したものである。
【００２０】
太陽電池は、例えば図１に断面図を示すように、所定のアルミニウムフレーム１１に支持された、受光面となる透明強化ガラス１２と、耐候性フィルム１３との間に、エチレン・酢酸ビニル共重合体（Ethylene-Vinyl Acetate；ＥＶＡ）等の透明樹脂１４を埋め込み、この透明樹脂１４内に複数の太陽電池素子２０が所定の規則にしたがって配列されて構成される。
【００２１】
太陽電池素子２０は、概略的には、図２に断面図を示すとともに、図３に斜視図を示すように、シリコン等の半導体基板２１の表面上に、銀（Ａｇ）からなる集電用のフィンガー電極２２及び出力取り出し用のバスバー電極２３が同一層で互いに直交するように形成されて構成される。なお、同図においては、太陽電池素子２０の表面側の断面を示しているが、太陽電池素子２０の裏面側には、特に図示しないが、所定の電極が形成されている。
【００２２】
また、このような太陽電池素子２０の表裏面には、それぞれ、バスバー電極２３に沿って、当該太陽電池素子２０とは熱収縮率が異なる銅線等の金属線を主材料とするインナーリード線４０が、所定の接着剤３０を介して接合される。
【００２３】
ここで、接着剤３０としては、異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）を用いるのが望ましい。異方性導電接着フィルムとは、フィルム状の絶縁樹脂材料中に微細な導電性粒子を分散させた素材からなり、加圧及び加温することにより、接着機能とともに、導電性粒子を介して厚み方向には電気的接続機能を有し、厚み方向と垂直方向には絶縁機能を有するものである。具体的には、異方性導電接着フィルムとしては、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものが望ましく、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａ程度のものが望ましい。また、導電性を必要としない場合には、接着剤３０としては、非導電性フィルム（Non-conductive Film；ＮＣＦ）や、硬化性樹脂をバインダとする導電性ペーストを用いてもよい。
【００２４】
太陽電池素子２０は、このような接着剤３０を介して、図１及び図２に示すように、インナーリード線４０の一端を表面側のバスバー電極２３の略全長にわたって配線して当該バスバー電極２３と接合することにより、当該インナーリード線４０と電気的に接続される。また、インナーリード線４０の他端は、接着剤３０を介して、隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極と電気的に接続される。すなわち、太陽電池素子２０は、バスバー電極２３を介してインナーリード線４０と接合することにより、隣接する太陽電池素子２０と電気的に接続している。なお、インナーリード線４０としては、その耐候性を向上させるために、金属線単体を使用するのではなく、金属線表面に錫メッキやプリコート等の防錆処理を施すのが望ましい。また、太陽電池においては、接着剤３０とインナーリード線４０とを別個の単体として提供するのではなく、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０として提供してもよい。具体的には、太陽電池においては、銅箔に異方性導電接着フィルムを塗布し、それをスリット状に切断することにより、異方性導電接着フィルム付きのインナーリード線４０を使用するようにしてもよく、この場合、太陽電池素子２０上への異方性導電接着フィルムの仮貼付等の工程を省略することができる。このような接着剤付きのインナーリード線の製造方法については、後に詳述するものとする。
【００２５】
このような太陽電池素子２０を備える太陽電池を製造するにあたっては、例えば図４中（ａ）に示すように、太陽電池素子２０を用意すると、図４中（ｂ）に示すように、接着剤３０を介して、太陽電池素子２０にインナーリード線４０を接続する。そして、図４中（ｃ）に示すように、このような太陽電池素子２０を複数配列し、隣接する太陽電池素子２０同士を電気的に接続した状態で、図４中（ｄ）及び図４中（ｅ）に示すように、耐候性フィルム１３、透明樹脂１４となる透明樹脂フィルム、太陽電池素子２０、透明樹脂１４となる透明樹脂フィルム、及び、透明強化ガラス１２を、この順序で下から積層して熱プレスによってラミネートし、所定のフレーム端子を取り付けることにより、太陽電池が製造される。
【００２６】
このように、太陽電池においては、太陽電池素子２０とインナーリード線４０とを、従来のハンダ接合ではなく、異方性導電接着フィルム等からなる接着剤３０を介して接合する。したがって、太陽電池においては、接着剤３０の樹脂が硬化する１８０℃程度といったように、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子２０とインナーリード線４０とを接合することができるため、熱膨張による応力を軽減することができ、太陽電池素子２０の反りや割れやバスバー電極２３の剥離等の不良が発生するのを大幅に軽減することができる。また、接着剤３０自体も、ハンダに比べてヤング率が小さいことから、応力緩和に効果的である。そして、太陽電池においては、インナーリード線４０の形状や接続の形状を変更する必要がないことから、発電効率の低下を回避することができ、ハンダ接合のようにフラックスを必要としないことから、余計な洗浄工程等にタクトを取られたり、洗浄不足による発電効率の低下を懸念したりすることもなく、高い歩留まりでの製造を実現することができる。
【００２７】
本願発明者は、このような接着剤３０を使用することによる効果を確認するために、太陽電池素子２０を模擬したサンプルを作製し、その状態を観察した。
【００２８】
具体的には、図５に示すように、ガラス基板５１の表面上に焼成タイプの銀ペースト５２を塗布し、その上にインナーリード線４０を模擬したタブ線５３を設けたサンプルを作製した。銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１としては、横１５ｍｍ×縦８０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの大きさからなり、線膨張係数がシリコンと近い無アルカリガラス仕様からなるものを用いた。タブ線５３としては、幅２ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍの銅線に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ鉛フリーハンダを片面に４０μｍの厚さでディップメッキした仕様のものを用いた。そして、このタブ線５３を、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス社製の異方性導電接着フィルム「ＣＰ５８３２ＫＳ」を用いて、銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１の表面上に接合した。このときの接合条件は、温度１８０℃、圧力２ＭＰａでの１５秒間の加温及び加圧である。なお、異方性導電接着フィルム「ＣＰ５８３２ＫＳ」は、約１３重量％の導電性粒子がエポキシ系接着剤に配合されたものであり、硬化後のヤング率は、約２ＧＰａである。
【００２９】
また、比較対象のサンプルとして、上述した仕様からなる銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１及びタブ線５３を用い、タブ線５３を、千住金属工業社製のフラックス「デルタフラックス」を用いて、銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１の表面上にハンダ接合したものを作製した。このときの接合条件は、温度２４０℃、圧力２ＭＰａでの１５秒間の加温及び加圧である。
【００３０】
このようにして作製した２種類×２個の合計４個のサンプルの外観を観察し、割れ等の不良が発生したか否かを確認した。この結果を図６(Ａ)及び図６(Ｂ)に示す。
【００３１】
サンプルの裏面外観を観察したところ、図６(Ａ)に示すハンダ接合によるサンプルについては、同図中四角で囲った領域からわかるように、４本のタブ線のうち３本のタブ線が接合したガラス基板に割れが発生したのに対して、図６(Ｂ)に示す異方性導電接着フィルムを用いた接合によるサンプルについては、ガラス基板の割れが全く発生しないという結果が得られた。
【００３２】
この結果から明らかなように、太陽電池に異方性導電接着フィルム等の接着剤３０を用いることは、太陽電池素子２０の不良の発生軽減に大いに有効であるといえる。
【００３３】
さて、太陽電池においては、上述したように、接着剤３０とインナーリード線４０とを別個の単体として提供するのではなく、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０として提供してもよい。
【００３４】
ここで、太陽電池においては、上述したように、１本のインナーリード線４０の一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合する必要がある。そのため、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０としては、例えば図７に断面図を示すように、金属線６０の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤３０が塗布されるとともに、他端から所定長にわたって裏面側にのみ接着剤３０が塗布されたものを製造する必要がある。
【００３５】
このようなインナーリード線４０としては、当該インナーリード線４０の主材料となる金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布し、当該接着剤３０を乾燥又はＢステージ化（半硬化）してフィルム化した金属箔を、図８(ａ)上段及び図８(ｂ)上段に示すように、長手方向の略中央部分で屈曲させることによって略Ｚ字状に形成された金属線６０となるように、いわゆるトムソン刃型（ビク刃型）等の所定の切断装置を用いて切断し、さらに、図８(ａ)下段及び図８(ｂ)下段に示すように、切断した金属線６０を１本の直線状にするように、当該金属線６０の一端から屈曲させた部分までの領域を折曲することにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３６】
また、かかるインナーリード線４０としては、図９に示すように、金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布して乾燥又はＢステージ化してフィルム化し、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断することによって形成した２本の金属線６０における当該接着剤３０が塗布されていない端部同士を、所定の接合剤７０を用いて接合することにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３７】
さらに、かかるインナーリード線４０としては、特に図示しないが、金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布して乾燥又はＢステージ化してフィルム化し、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断することによって形成した金属線６０を、太陽電池素子２０との接合時に、長手方向の略中央部分で捻ることにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３８】
さらにまた、インナーリード線４０は、以下のような方法により、効率よく容易に製造することもできる。
【００３９】
具体的には、図１０に示すように、長尺状の銅箔１００をインナーリード線４０の主材料として用意し、この銅箔１００をライン加工することにより、インナーリード線４０を製造する。なお、銅箔１００の短手方向の長さは、太陽電池を構成するために所定の間隔を設けて配列された２枚の太陽電池素子２０を接続する１本のインナーリード線４０の長さと同一とされる。
【００４０】
まず、インナーリード線４０を製造するにあたっては、銅箔１００を裏面が上方になるように製造ラインにセットすると、所定のコーター１０１を用いて、当該銅箔１００の裏面に液体状の接着剤３０を塗布する。ここで、コーター１０１は、接着剤３０の塗布領域が、銅箔１００の一方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅を有するように、当該銅箔１００の一方の端縁近傍に設けられる。したがって、接着剤３０は、銅箔１００の一方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該銅箔１００の長手方向にわたって塗布される。
【００４１】
このようにして裏面のみに接着剤３０が塗布された銅箔１００は、表面が上方になるように、２つのローラー１０２，１０３によって反転される。ここで、塗布された接着剤３０がローラー１０２，１０３に付着することによって銅箔１００から剥がれないように、ローラー１０２，１０３は、銅箔１００が接触する回転軸方向の長さが、銅箔１００の短手方向の長さの略半分長とされ、且つ、接着剤３０の塗布領域に近い銅箔１００の一方の端縁とは反対側の他方の端縁近傍に設けられる。
【００４２】
そして、表裏面が反転された銅箔１００の表面には、所定のコーター１０４を用いて液体状の接着剤３０が塗布される。このコーター１０４も、接着剤３０の塗布領域が、銅箔１００の他方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅を有するように、当該銅箔１００の他方の端縁近傍に設けられる。したがって、接着剤３０は、銅箔１００の他方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該銅箔１００の長手方向にわたって塗布されることになる。
【００４３】
このようにして表裏面ともに接着剤３０が塗布された銅箔１００は、液体状の接着剤３０を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するために、フィルム化装置１０５に供給される。具体的には、フィルム化装置１０５としては、接着剤３０の樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、供給された銅箔１００に塗布された接着剤３０を所定温度に加熱して乾燥するオーブン等の乾燥装置が用いられ、樹脂が光硬化性樹脂である場合には、供給された銅箔１００に塗布された接着剤３０に紫外光等を照射するレーザ装置等の光照射装置が用いられる。
【００４４】
そして、銅箔１００は、フィルム化装置１０５を通過して液体状の接着剤３０がフィルム化されると、カッター等の図示しない切断装置を用いて、所定幅でスリット状に短手方向に沿って切断される。これにより、先に図７に示したように、銅線の表裏面に接着剤３０が塗布されたインナーリード線４０を製造することができる。
【００４５】
このように、長尺状の銅箔１００をライン加工することにより、接着剤３０を塗布したインナーリード線４０を極めて効率よく容易に製造することができる。このような製造方法は、均一品質のインナーリード線４０を量産する方法として極めて有効である。また、この製造方法においては、接着剤３０がフィルム化された銅箔１００を、リールを用いて巻き取って保管しておき、インナーリード線４０に形成するための切断工程を後工程とすることができるため、保管が容易であり、また、受注に応じて必要本数のみを切断すればよいため、歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、主にシリコン系の太陽電池に適用した例について説明したが、本発明は、導体線を介して隣接する太陽電池素子同士を接続するものであれば適用することができる。したがって、本発明は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型をはじめとする任意のシリコン系の太陽電池の他、ＧａＡｓ型やカルコバイライト型等の他の半導体化合物系の太陽電池や、色素増感太陽電池等の色素系の太陽電池にも適用することができる。また、本発明は、薄膜型や多接合型等、形態に限定されることもない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、バスバー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合した太陽電池について説明したが、本発明は、例えばコストの削減を図ることができるバスバー電極がないタイプのもの等、バスバー電極に比べると電極幅が狭いフィンガー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合することにより、隣接する太陽電池素子と電気的に接続した太陽電池であっても適用することができる。この場合、接着剤としては、半導体基板等に電気的に接合可能なものであればよく、異方性導電接着フィルムやその他の導電性接着剤を用いればよい。このようなフィンガー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合する太陽電池においては、フィンガー電極の電極幅が狭いことに起因して、ハンダ接合では必要な強度を持たせることができないため、本発明のように導電性接着剤を用いることは極めて有効である。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態では、複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線について説明したが、本発明は、導体線とは熱収縮率が異なることによって当該導体線との間に生じた熱膨張による応力に起因する不良が発生するような任意の複数の電子部品を電気的に接続する場合であっても容易に適用することができる。
【００４９】
さらにまた、上述した実施の形態では、長尺状の銅箔をライン加工する製造方法について説明したが、本発明は、導体線の主材料に限定されるものではなく、他の金属箔をライン加工する場合であっても適用することができる。
【００５０】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態として示す太陽電池の構成を説明する側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備える太陽電池素子の構成を説明する側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備える太陽電池素子の構成を説明する斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態として示す太陽電池の製造方法を説明するための図である。
【図５】太陽電池素子を模擬したサンプルの構成を説明する斜視図である。
【図６（Ａ）】ハンダ接合によるサンプルを実写した図である。
【図６（Ｂ）】異方性導電接着フィルムを用いた接合によるサンプルを実写した図である。
【図７】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備えるインナーリード線の構成を説明する側断面図である。
【図８（ａ）】接着剤を塗布したインナーリード線の具体例を説明する平面図である。
【図８（ｂ）】図８(ａ)に示すインナーリード線の斜視図である。
【図９】接着剤を塗布したインナーリード線の他の具体例を説明する側断面図である。
【図１０】接着剤を塗布したインナーリード線の製造方法を説明するための図であり、製造ラインの構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ アルミニウムフレーム
１２ 透明強化ガラス
１３ 耐候性フィルム
１４ 透明樹脂
２０ 太陽電池素子
２１ 半導体基板
２２ フィンガー電極
２３ バスバー電極
３０ 接着剤
４０ インナーリード線
５１ ガラス基板
５２ 銀ペースト
５３ タブ線
６０ 金属線
７０ 接合剤
１００ 銅箔
１０１，１０４ コーター
１０２，１０３ ローラー
１０５ フィルム化装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数の太陽電池素子等、複数の電子部品を電気的に接続する導体線及びその製造方法、並びにこの導体線をインナーリード線として用いた太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体の起電力効果を利用して光エネルギを直接電力に変換する太陽電池が知られている。太陽電池は、パネル状の太陽電池素子を複数接続して構成されているが、これら太陽電池素子を接続する導体線、すなわち、インナーリード線としては、通常、銅線表面にハンダコートしたものを使用している。すなわち、太陽電池素子は、フラックスを使用してインナーリード線にコートされたハンダと当該太陽電池素子上の銀（Ａｇ）からなるバスバー電極とをハンダ接合することにより、当該インナーリード線と電気的に接続される。
【０００３】
しかしながら、このようなハンダ接合における接合温度は、鉛フリーのハンダを用いた場合には２４０℃程度の高い温度となる。そのため、太陽電池にハンダ接合を適用した場合には、シリコン等からなる太陽電池素子と銅線からなるインナーリード線との熱収縮率の違いに起因して、これら太陽電池素子とインナーリード線との間に応力が発生する。したがって、太陽電池においては、かかる応力が太陽電池素子の反りや割れの原因となり、不良に繋がったり、太陽電池素子からバスバー電極が剥離したりする事態を招来していた。
【０００４】
そこで、このような応力を軽減するために、インナーリード線を構成する銅線に代えて熱膨張係数が小さいインバー（Ｃｕ−３６ｍａｓｓ％Ｎｉ）を使用する技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照。）。また、このようなインナーリード線の素材を変更する方法以外にも、接続の形状等を変えることにより、応力を小さくする等の工夫もなされている（例えば、特許文献２及び特許文献３等参照。）。さらに、インナーリード線ではないが、異方性導電膜を介して複数の電極を電気的に接続した太陽電池も提案されている（例えば、特許文献４等参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−５４３５５号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１２００号公報
【特許文献３】特開２００５−３０２９０２号公報
【特許文献４】特開昭６１−２８４９７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、熱膨張係数が小さいインバーを使用した従来の技術においては、銅線に比べてインバーの体積抵抗率が大きく、インナーリード線自体の抵抗値が高くなることから、太陽電池の発電効率を低下させるという問題があり、インナーリード線の形状や接続の形状を変更するのは実用的ではない。
【０００７】
また、太陽電池素子とインナーリード線とをハンダ接合する従来の技術においては、ハンダの濡れ性を向上させるためにフラックスを必要とする。そのため、かかる技術においては、接合後にフラックスの洗浄が必要となり、この洗浄工程にも大きくタクトを取られてしまうという問題があり、また、フラックスの洗浄不足がある場合には、太陽電池素子の面上にフラックスが残存してしまうことから、発電効率の低下を招来するという問題もあった。
【０００８】
なお、このような問題は、複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線に限らず、導体線とは熱収縮率が異なることによって当該導体線との間に生じた熱膨張による応力に起因する不良が発生するような任意の複数の電子部品に共通して存在するものである。
【０００９】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、接続する電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができる導体線、及びこのような導体線を極めて効率よく容易に製造することができる導体線の製造方法、並びにこの導体線をインナーリード線として用いることによって発電効率の低下を回避することができる太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、導体線の接合に関して鋭意研究を重ねた結果、接合材料としてハンダに代わる新たな材料を見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、上述した目的を達成する本発明にかかる導体線の製造方法は、複数の電子部品を電気的に接続する導体線の製造方法であって、上記導体線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された状態となるように、上記主材料に上記接着剤を塗布する塗布工程と、上記塗布工程にて塗布された上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するフィルム化工程とを備えることを特徴としている。
【００１２】
このような本発明にかかる導体線の製造方法においては、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して電子部品と接合することが可能な導体線を、長尺状の金属箔のライン加工によって極めて効率よく容易に製造することができる。
【００１３】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる導体線は、複数の電子部品を電気的に接続する導体線であって、主材料となる所定の金属線と、上記金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布された第１の領域と、上記金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された第２の領域とから構成され、上記第１の領域及び上記第２の領域のそれぞれに塗布された上記接着剤が乾燥又はＢステージ化してフィルム化されていることを特徴としている。
【００１４】
このような本発明にかかる導体線は、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して電子部品と接合することが可能となる。したがって、本発明にかかる導体線においては、従来のハンダ接合よりも低温度で電子部品と接合することができるため、熱膨張による応力を軽減することができ、弾性率が小さいことから低応力で接続することもでき、電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができる。特に、本発明にかかる導体線は、太陽電池素子との接合用のインナーリード線として用いることにより、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子と接合することができるため、太陽電池の発電効率の低下を回避することができる。
【００１５】
さらに、上述した目的を達成する本発明にかかる太陽電池は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子と、隣接する上記太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを備え、上記インナーリード線は、所定の接着剤を介して、上記太陽電池素子と接合されていることを特徴としている。
【００１６】
このような本発明にかかる太陽電池は、従来のハンダ接合ではなく、接着剤を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合することから、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子と接合することができる。したがって、本発明にかかる太陽電池は、熱膨張による応力を軽減することができ、弾性率が小さいことから低応力で接続することもでき、太陽電池素子の不良の発生を大幅に軽減することができるとともに、発電効率の低下を回避することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、電子部品の不良の発生を大幅に軽減することができ、特に電子部品としての太陽電池素子との接合用のインナーリード線として用いることにより、太陽電池の発電効率の低下を回避することができる。また、本発明によれば、このような導体線を極めて効率よく容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
この実施の形態は、半導体の起電力効果を利用して光エネルギを直接電力に変換する太陽電池である。特に、この太陽電池は、複数のパネル状の太陽電池素子と、これら太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを、従来のハンダ接合ではない方法で接合したものである。
【００２０】
太陽電池は、例えば図１に断面図を示すように、所定のアルミニウムフレーム１１に支持された、受光面となる透明強化ガラス１２と、耐候性フィルム１３との間に、エチレン・酢酸ビニル共重合体（Ethylene-Vinyl Acetate；ＥＶＡ）等の透明樹脂１４を埋め込み、この透明樹脂１４内に複数の太陽電池素子２０が所定の規則にしたがって配列されて構成される。
【００２１】
太陽電池素子２０は、概略的には、図２に断面図を示すとともに、図３に斜視図を示すように、シリコン等の半導体基板２１の表面上に、銀（Ａｇ）からなる集電用のフィンガー電極２２及び出力取り出し用のバスバー電極２３が同一層で互いに直交するように形成されて構成される。なお、同図においては、太陽電池素子２０の表面側の断面を示しているが、太陽電池素子２０の裏面側には、特に図示しないが、所定の電極が形成されている。
【００２２】
また、このような太陽電池素子２０の表裏面には、それぞれ、バスバー電極２３に沿って、当該太陽電池素子２０とは熱収縮率が異なる銅線等の金属線を主材料とするインナーリード線４０が、所定の接着剤３０を介して接合される。
【００２３】
ここで、接着剤３０としては、異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film；ＡＣＦ）を用いるのが望ましい。異方性導電接着フィルムとは、フィルム状の絶縁樹脂材料中に微細な導電性粒子を分散させた素材からなり、加圧及び加温することにより、接着機能とともに、導電性粒子を介して厚み方向には電気的接続機能を有し、厚み方向と垂直方向には絶縁機能を有するものである。具体的には、異方性導電接着フィルムとしては、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものが望ましく、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａ程度のものが望ましい。また、導電性を必要としない場合には、接着剤３０としては、非導電性フィルム（Non-conductive Film；ＮＣＦ）や、硬化性樹脂をバインダとする導電性ペーストを用いてもよい。
【００２４】
太陽電池素子２０は、このような接着剤３０を介して、図１及び図２に示すように、インナーリード線４０の一端を表面側のバスバー電極２３の略全長にわたって配線して当該バスバー電極２３と接合することにより、当該インナーリード線４０と電気的に接続される。また、インナーリード線４０の他端は、接着剤３０を介して、隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極と電気的に接続される。すなわち、太陽電池素子２０は、バスバー電極２３を介してインナーリード線４０と接合することにより、隣接する太陽電池素子２０と電気的に接続している。なお、インナーリード線４０としては、その耐候性を向上させるために、金属線単体を使用するのではなく、金属線表面に錫メッキやプリコート等の防錆処理を施すのが望ましい。また、太陽電池においては、接着剤３０とインナーリード線４０とを別個の単体として提供するのではなく、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０として提供してもよい。具体的には、太陽電池においては、銅箔に異方性導電接着フィルムを塗布し、それをスリット状に切断することにより、異方性導電接着フィルム付きのインナーリード線４０を使用するようにしてもよく、この場合、太陽電池素子２０上への異方性導電接着フィルムの仮貼付等の工程を省略することができる。このような接着剤付きのインナーリード線の製造方法については、後に詳述するものとする。
【００２５】
このような太陽電池素子２０を備える太陽電池を製造するにあたっては、例えば図４中（ａ）に示すように、太陽電池素子２０を用意すると、図４中（ｂ）に示すように、接着剤３０を介して、太陽電池素子２０にインナーリード線４０を接続する。そして、図４中（ｃ）に示すように、このような太陽電池素子２０を複数配列し、隣接する太陽電池素子２０同士を電気的に接続した状態で、図４中（ｄ）及び図４中（ｅ）に示すように、耐候性フィルム１３、透明樹脂１４となる透明樹脂フィルム、太陽電池素子２０、透明樹脂１４となる透明樹脂フィルム、及び、透明強化ガラス１２を、この順序で下から積層して熱プレスによってラミネートし、所定のフレーム端子を取り付けることにより、太陽電池が製造される。
【００２６】
このように、太陽電池においては、太陽電池素子２０とインナーリード線４０とを、従来のハンダ接合ではなく、異方性導電接着フィルム等からなる接着剤３０を介して接合する。したがって、太陽電池においては、接着剤３０の樹脂が硬化する１８０℃程度といったように、従来のハンダ接合よりも低温度で太陽電池素子２０とインナーリード線４０とを接合することができるため、熱膨張による応力を軽減することができ、太陽電池素子２０の反りや割れやバスバー電極２３の剥離等の不良が発生するのを大幅に軽減することができる。また、接着剤３０自体も、ハンダに比べてヤング率が小さいことから、応力緩和に効果的である。そして、太陽電池においては、インナーリード線４０の形状や接続の形状を変更する必要がないことから、発電効率の低下を回避することができ、ハンダ接合のようにフラックスを必要としないことから、余計な洗浄工程等にタクトを取られたり、洗浄不足による発電効率の低下を懸念したりすることもなく、高い歩留まりでの製造を実現することができる。
【００２７】
本願発明者は、このような接着剤３０を使用することによる効果を確認するために、太陽電池素子２０を模擬したサンプルを作製し、その状態を観察した。
【００２８】
具体的には、図５に示すように、ガラス基板５１の表面上に焼成タイプの銀ペースト５２を塗布し、その上にインナーリード線４０を模擬したタブ線５３を設けたサンプルを作製した。銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１としては、横１５ｍｍ×縦８０ｍｍ×厚さ０．７ｍｍの大きさからなり、線膨張係数がシリコンと近い無アルカリガラス仕様からなるものを用いた。タブ線５３としては、幅２ｍｍ×厚さ０．１５ｍｍの銅線に、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ鉛フリーハンダを片面に４０μｍの厚さでディップメッキした仕様のものを用いた。そして、このタブ線５３を、ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス社製の異方性導電接着フィルム「ＣＰ５８３２ＫＳ」を用いて、銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１の表面上に接合した。このときの接合条件は、温度１８０℃、圧力２ＭＰａでの１５秒間の加温及び加圧である。なお、異方性導電接着フィルム「ＣＰ５８３２ＫＳ」は、約１３重量％の導電性粒子がエポキシ系接着剤に配合されたものであり、硬化後のヤング率は、約２ＧＰａである。
【００２９】
また、比較対象のサンプルとして、上述した仕様からなる銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１及びタブ線５３を用い、タブ線５３を、千住金属工業社製のフラックス「デルタフラックス」を用いて、銀ペースト５２を塗布したガラス基板５１の表面上にハンダ接合したものを作製した。このときの接合条件は、温度２４０℃、圧力２ＭＰａでの１５秒間の加温及び加圧である。
【００３０】
このようにして作製した２種類×２個の合計４個のサンプルの外観を観察し、割れ等の不良が発生したか否かを確認した。この結果を図６(Ａ)及び図６(Ｂ)に示す。
【００３１】
サンプルの裏面外観を観察したところ、図６(Ａ)に示すハンダ接合によるサンプルについては、同図中四角で囲った領域からわかるように、４本のタブ線のうち３本のタブ線が接合したガラス基板に割れが発生したのに対して、図６(Ｂ)に示す異方性導電接着フィルムを用いた接合によるサンプルについては、ガラス基板の割れが全く発生しないという結果が得られた。
【００３２】
この結果から明らかなように、太陽電池に異方性導電接着フィルム等の接着剤３０を用いることは、太陽電池素子２０の不良の発生軽減に大いに有効であるといえる。
【００３３】
さて、太陽電池においては、上述したように、接着剤３０とインナーリード線４０とを別個の単体として提供するのではなく、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０として提供してもよい。
【００３４】
ここで、太陽電池においては、上述したように、１本のインナーリード線４０の一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合する必要がある。そのため、接着剤３０を金属線表面に塗布したインナーリード線４０としては、例えば図７に断面図を示すように、金属線６０の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤３０が塗布されるとともに、他端から所定長にわたって裏面側にのみ接着剤３０が塗布されたものを製造する必要がある。
【００３５】
このようなインナーリード線４０としては、当該インナーリード線４０の主材料となる金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布し、当該接着剤３０を乾燥又はＢステージ化（半硬化）してフィルム化した金属箔を、図８(ａ)上段及び図８(ｂ)上段に示すように、長手方向の略中央部分で屈曲させることによって略Ｚ字状に形成された金属線６０となるように、いわゆるトムソン刃型（ビク刃型）等の所定の切断装置を用いて切断し、さらに、図８(ａ)下段及び図８(ｂ)下段に示すように、切断した金属線６０を１本の直線状にするように、当該金属線６０の一端から屈曲させた部分までの領域を折曲することにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３６】
また、かかるインナーリード線４０としては、図９に示すように、金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布して乾燥又はＢステージ化してフィルム化し、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断することによって形成した２本の金属線６０における当該接着剤３０が塗布されていない端部同士を、所定の接合剤７０を用いて接合することにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３７】
さらに、かかるインナーリード線４０としては、特に図示しないが、金属箔の片面のみに接着剤３０を塗布して乾燥又はＢステージ化してフィルム化し、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断することによって形成した金属線６０を、太陽電池素子２０との接合時に、長手方向の略中央部分で捻ることにより、その一端を太陽電池素子２０の表面側のバスバー電極２３に接合するとともに、その他端を隣接する太陽電池素子２０の裏面側の電極に接合することができるように形成したものが挙げられる。
【００３８】
さらにまた、インナーリード線４０は、以下のような方法により、効率よく容易に製造することもできる。
【００３９】
具体的には、図１０に示すように、長尺状の銅箔１００をインナーリード線４０の主材料として用意し、この銅箔１００をライン加工することにより、インナーリード線４０を製造する。なお、銅箔１００の短手方向の長さは、太陽電池を構成するために所定の間隔を設けて配列された２枚の太陽電池素子２０を接続する１本のインナーリード線４０の長さと同一とされる。
【００４０】
まず、インナーリード線４０を製造するにあたっては、銅箔１００を裏面が上方になるように製造ラインにセットすると、所定のコーター１０１を用いて、当該銅箔１００の裏面に液体状の接着剤３０を塗布する。ここで、コーター１０１は、接着剤３０の塗布領域が、銅箔１００の一方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅を有するように、当該銅箔１００の一方の端縁近傍に設けられる。したがって、接着剤３０は、銅箔１００の一方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該銅箔１００の長手方向にわたって塗布される。
【００４１】
このようにして裏面のみに接着剤３０が塗布された銅箔１００は、表面が上方になるように、２つのローラー１０２，１０３によって反転される。ここで、塗布された接着剤３０がローラー１０２，１０３に付着することによって銅箔１００から剥がれないように、ローラー１０２，１０３は、銅箔１００が接触する回転軸方向の長さが、銅箔１００の短手方向の長さの略半分長とされ、且つ、接着剤３０の塗布領域に近い銅箔１００の一方の端縁とは反対側の他方の端縁近傍に設けられる。
【００４２】
そして、表裏面が反転された銅箔１００の表面には、所定のコーター１０４を用いて液体状の接着剤３０が塗布される。このコーター１０４も、接着剤３０の塗布領域が、銅箔１００の他方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅を有するように、当該銅箔１００の他方の端縁近傍に設けられる。したがって、接着剤３０は、銅箔１００の他方の端縁から当該銅箔１００の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該銅箔１００の長手方向にわたって塗布されることになる。
【００４３】
このようにして表裏面ともに接着剤３０が塗布された銅箔１００は、液体状の接着剤３０を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するために、フィルム化装置１０５に供給される。具体的には、フィルム化装置１０５としては、接着剤３０の樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、供給された銅箔１００に塗布された接着剤３０を所定温度に加熱して乾燥するオーブン等の乾燥装置が用いられ、樹脂が光硬化性樹脂である場合には、供給された銅箔１００に塗布された接着剤３０に紫外光等を照射するレーザ装置等の光照射装置が用いられる。
【００４４】
そして、銅箔１００は、フィルム化装置１０５を通過して液体状の接着剤３０がフィルム化されると、カッター等の図示しない切断装置を用いて、所定幅でスリット状に短手方向に沿って切断される。これにより、先に図７に示したように、銅線の表裏面に接着剤３０が塗布されたインナーリード線４０を製造することができる。
【００４５】
このように、長尺状の銅箔１００をライン加工することにより、接着剤３０を塗布したインナーリード線４０を極めて効率よく容易に製造することができる。このような製造方法は、均一品質のインナーリード線４０を量産する方法として極めて有効である。また、この製造方法においては、接着剤３０がフィルム化された銅箔１００を、リールを用いて巻き取って保管しておき、インナーリード線４０に形成するための切断工程を後工程とすることができるため、保管が容易であり、また、受注に応じて必要本数のみを切断すればよいため、歩留まりを向上させることができる。
【００４６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、主にシリコン系の太陽電池に適用した例について説明したが、本発明は、導体線を介して隣接する太陽電池素子同士を接続するものであれば適用することができる。したがって、本発明は、単結晶シリコン型、多結晶シリコン型、微結晶シリコン型、アモルファスシリコン型をはじめとする任意のシリコン系の太陽電池の他、ＧａＡｓ型やカルコバイライト型等の他の半導体化合物系の太陽電池や、色素増感太陽電池等の色素系の太陽電池にも適用することができる。また、本発明は、薄膜型や多接合型等、形態に限定されることもない。
【００４７】
また、上述した実施の形態では、バスバー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合した太陽電池について説明したが、本発明は、例えばコストの削減を図ることができるバスバー電極がないタイプのもの等、バスバー電極に比べると電極幅が狭いフィンガー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合することにより、隣接する太陽電池素子と電気的に接続した太陽電池であっても適用することができる。この場合、接着剤としては、半導体基板等に電気的に接合可能なものであればよく、異方性導電接着フィルムやその他の導電性接着剤を用いればよい。このようなフィンガー電極を介して太陽電池素子とインナーリード線とを接合する太陽電池においては、フィンガー電極の電極幅が狭いことに起因して、ハンダ接合では必要な強度を持たせることができないため、本発明のように導電性接着剤を用いることは極めて有効である。
【００４８】
さらに、上述した実施の形態では、複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線について説明したが、本発明は、導体線とは熱収縮率が異なることによって当該導体線との間に生じた熱膨張による応力に起因する不良が発生するような任意の複数の電子部品を電気的に接続する場合であっても容易に適用することができる。
【００４９】
さらにまた、上述した実施の形態では、長尺状の銅箔をライン加工する製造方法について説明したが、本発明は、導体線の主材料に限定されるものではなく、他の金属箔をライン加工する場合であっても適用することができる。
【００５０】
このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態として示す太陽電池の構成を説明する側断面図である。
【図２】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備える太陽電池素子の構成を説明する側断面図である。
【図３】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備える太陽電池素子の構成を説明する斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態として示す太陽電池の製造方法を説明するための図である。
【図５】太陽電池素子を模擬したサンプルの構成を説明する斜視図である。
【図６（Ａ）】ハンダ接合によるサンプルを実写した図である。
【図６（Ｂ）】異方性導電接着フィルムを用いた接合によるサンプルを実写した図である。
【図７】本発明の実施の形態として示す太陽電池が備えるインナーリード線の構成を説明する側断面図である。
【図８（ａ）】接着剤を塗布したインナーリード線の具体例を説明する平面図である。
【図８（ｂ）】図８(ａ)に示すインナーリード線の斜視図である。
【図９】接着剤を塗布したインナーリード線の他の具体例を説明する側断面図である。
【図１０】接着剤を塗布したインナーリード線の製造方法を説明するための図であり、製造ラインの構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１ アルミニウムフレーム
１２ 透明強化ガラス
１３ 耐候性フィルム
１４ 透明樹脂
２０ 太陽電池素子
２１ 半導体基板
２２ フィンガー電極
２３ バスバー電極
３０ 接着剤
４０ インナーリード線
５１ ガラス基板
５２ 銀ペースト
５３ タブ線
６０ 金属線
７０ 接合剤
１００ 銅箔
１０１，１０４ コーター
１０２，１０３ ローラー
１０５ フィルム化装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子部品を電気的に接続する導体線の製造方法であって、
上記電子部品とは熱収縮率が異なる上記導体線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された状態となるように、上記主材料に上記接着剤を塗布する塗布工程と、
上記塗布工程にて塗布された上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するフィルム化工程とを備えること
を特徴とする導体線の製造方法。
【請求項２】
上記塗布工程は、
第１のコーターを用いて、上記主材料としての長尺状の金属箔の裏面に、当該金属箔の一方の端縁から当該金属箔の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該金属箔の長手方向にわたって液体状の上記接着剤を塗布する工程と、
所定のローラーを用いて、上記裏面のみに上記接着剤が塗布された上記金属箔の表裏面を反転する工程と、
第２のコーターを用いて、表裏面が反転された上記金属箔の表面に、当該金属箔の他方の端縁から当該金属箔の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該金属箔の長手方向にわたって液体状の上記接着剤を塗布する工程とを有すること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項３】
所定の切断装置を用いて、上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定幅でスリット状に短手方向に沿って切断し、上記導体線を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項４】
上記ローラーは、上記金属箔が接触する回転軸方向の長さが、上記金属箔の短手方向の長さの略半分長とされ、且つ、上記接着剤の塗布領域に近い上記金属箔の一方の端縁とは反対側の他方の端縁近傍に設けられていること
を特徴とする請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項５】
上記フィルム化工程では、所定のフィルム化装置を用いて、上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項６】
上記フィルム化装置は、上記接着剤の樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、当該接着剤を所定温度に加熱して乾燥する乾燥装置であり、上記樹脂が光硬化性樹脂である場合には、当該接着剤に光を照射する光照射装置であること
を特徴とする請求項５記載の導体線の製造方法。
【請求項７】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、長手方向の略中央部分で屈曲させることによって略Ｚ字状に形成された金属線となるように、所定の切断装置を用いて切断する工程と、
切断された上記金属線を１本の直線状にするように、当該金属線の一端から屈曲させた部分までの領域を折曲する工程とを備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項８】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断する工程と、
切断することによって形成された２本の金属線における当該接着剤が塗布されていない端部同士を、所定の接合剤を用いて接合する工程とを備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項９】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断する工程と、
切断することによって形成された金属線を、長手方向の略中央部分で捻る工程を備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項１０】
上記接着剤として、導電性接着剤を用いること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項１１】
上記導電性接着剤として、異方性導電接着フィルムを用いること
を特徴とする請求項１０記載の導体線の製造方法。
【請求項１２】
上記異方性導電接着フィルムとして、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものを用いること
を特徴とする請求項１１記載の導体線の製造方法。
【請求項１３】
上記金属線として、表面に防錆処理が施されているものを用いること
を特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項記載の導体線の製造方法。
【請求項１４】
上記複数の電子部品は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子であり、
上記導体線は、上記複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線であること
を特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちいずれか１項記載の導体線の製造方法。
【請求項１５】
複数の電子部品を電気的に接続する導体線であって、
上記電子部品とは熱収縮率が異なる当該導体線の主材料となる所定の金属線と、
上記金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布された第１の領域と、
上記金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された第２の領域とから構成され、
上記第１の領域及び上記第２の領域のそれぞれに塗布された上記接着剤が乾燥又はＢステージ化してフィルム化されていること
を特徴とする導体線。
【請求項１６】
上記接着剤は、導電性接着剤であること
を特徴とする請求項１５記載の導体線。
【請求項１７】
上記導電性接着剤は、異方性導電接着フィルムであること
を特徴とする請求項１６記載の導体線。
【請求項１８】
上記異方性導電接着フィルムは、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものであること
を特徴とする請求項１７記載の導体線。
【請求項１９】
上記金属線は、表面に防錆処理が施されているものであること
を特徴とする請求項１５乃至請求項１８のうちいずれか１項記載の導体線。
【請求項２０】
上記複数の電子部品は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子であり、
当該導体線は、上記複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線であること
を特徴とする請求項１５乃至請求項１９のうちいずれか１項記載の導体線。
【請求項２１】
所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子と、
隣接する上記太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを備え、
上記インナーリード線は、所定の接着剤を介して、上記太陽電池素子と接合されていること
を特徴とする太陽電池。
【請求項２２】
上記接着剤は、上記インナーリード線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ塗布され、乾燥又はＢステージ化してフィルム化されたものが硬化していること
を特徴とする請求項２１記載の太陽電池。
【請求項２３】
上記太陽電池素子は、当該太陽電池素子の表面に形成された集電用電極を介して上記インナーリード線と接合することにより、隣接する太陽電池素子と電気的に接続していること
を特徴とする請求項２１又は請求項２２記載の太陽電池。
【請求項２４】
上記接着剤は、導電性接着剤であること
を特徴とする請求項２１乃至請求項２３のうちいずれか１項記載の太陽電池。
【請求項２５】
上記導電性接着剤は、異方性導電接着フィルムであること
を特徴とする請求項２４記載の太陽電池。
【請求項２６】
上記異方性導電接着フィルムは、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものであること
を特徴とする請求項２５記載の太陽電池。
【請求項２７】
上記金属線は、表面に防錆処理が施されているものであること
を特徴とする請求項２２記載の太陽電池。
【請求項１】
複数の電子部品を電気的に接続する導体線の製造方法であって、
上記電子部品とは熱収縮率が異なる上記導体線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された状態となるように、上記主材料に上記接着剤を塗布する塗布工程と、
上記塗布工程にて塗布された上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化するフィルム化工程とを備えること
を特徴とする導体線の製造方法。
【請求項２】
上記塗布工程は、
第１のコーターを用いて、上記主材料としての長尺状の金属箔の裏面に、当該金属箔の一方の端縁から当該金属箔の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該金属箔の長手方向にわたって液体状の上記接着剤を塗布する工程と、
所定のローラーを用いて、上記裏面のみに上記接着剤が塗布された上記金属箔の表裏面を反転する工程と、
第２のコーターを用いて、表裏面が反転された上記金属箔の表面に、当該金属箔の他方の端縁から当該金属箔の短手方向の半分長未満の所定長の幅で、当該金属箔の長手方向にわたって液体状の上記接着剤を塗布する工程とを有すること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項３】
所定の切断装置を用いて、上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定幅でスリット状に短手方向に沿って切断し、上記導体線を形成する工程をさらに備えること
を特徴とする請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項４】
上記ローラーは、上記金属箔が接触する回転軸方向の長さが、上記金属箔の短手方向の長さの略半分長とされ、且つ、上記接着剤の塗布領域に近い上記金属箔の一方の端縁とは反対側の他方の端縁近傍に設けられていること
を特徴とする請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項５】
上記フィルム化工程では、所定のフィルム化装置を用いて、上記接着剤を乾燥又はＢステージ化してフィルム化すること
を特徴とする請求項１又は請求項２記載の導体線の製造方法。
【請求項６】
上記フィルム化装置は、上記接着剤の樹脂が熱硬化性樹脂である場合には、当該接着剤を所定温度に加熱して乾燥する乾燥装置であり、上記樹脂が光硬化性樹脂である場合には、当該接着剤に光を照射する光照射装置であること
を特徴とする請求項５記載の導体線の製造方法。
【請求項７】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、長手方向の略中央部分で屈曲させることによって略Ｚ字状に形成された金属線となるように、所定の切断装置を用いて切断する工程と、
切断された上記金属線を１本の直線状にするように、当該金属線の一端から屈曲させた部分までの領域を折曲する工程とを備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項８】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断する工程と、
切断することによって形成された２本の金属線における当該接着剤が塗布されていない端部同士を、所定の接合剤を用いて接合する工程とを備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項９】
上記塗布工程では、上記主材料としての金属箔の片面のみに上記接着剤を塗布し、
当該導体線の製造方法は、さらに、
上記フィルム化工程にて上記接着剤がフィルム化した上記金属箔を、所定の切断装置を用いて所定幅でスリット状に切断する工程と、
切断することによって形成された金属線を、長手方向の略中央部分で捻る工程を備えること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項１０】
上記接着剤として、導電性接着剤を用いること
を特徴とする請求項１記載の導体線の製造方法。
【請求項１１】
上記導電性接着剤として、異方性導電接着フィルムを用いること
を特徴とする請求項１０記載の導体線の製造方法。
【請求項１２】
上記異方性導電接着フィルムとして、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものを用いること
を特徴とする請求項１１記載の導体線の製造方法。
【請求項１３】
上記金属線として、表面に防錆処理が施されているものを用いること
を特徴とする請求項１乃至請求項１２のうちいずれか１項記載の導体線の製造方法。
【請求項１４】
上記複数の電子部品は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子であり、
上記導体線は、上記複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線であること
を特徴とする請求項１乃至請求項１３のうちいずれか１項記載の導体線の製造方法。
【請求項１５】
複数の電子部品を電気的に接続する導体線であって、
上記電子部品とは熱収縮率が異なる当該導体線の主材料となる所定の金属線と、
上記金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ接着剤が塗布された第１の領域と、
上記金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ上記接着剤が塗布された第２の領域とから構成され、
上記第１の領域及び上記第２の領域のそれぞれに塗布された上記接着剤が乾燥又はＢステージ化してフィルム化されていること
を特徴とする導体線。
【請求項１６】
上記接着剤は、導電性接着剤であること
を特徴とする請求項１５記載の導体線。
【請求項１７】
上記導電性接着剤は、異方性導電接着フィルムであること
を特徴とする請求項１６記載の導体線。
【請求項１８】
上記異方性導電接着フィルムは、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものであること
を特徴とする請求項１７記載の導体線。
【請求項１９】
上記金属線は、表面に防錆処理が施されているものであること
を特徴とする請求項１５乃至請求項１８のうちいずれか１項記載の導体線。
【請求項２０】
上記複数の電子部品は、所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子であり、
当該導体線は、上記複数の太陽電池素子を電気的に接続するインナーリード線であること
を特徴とする請求項１５乃至請求項１９のうちいずれか１項記載の導体線。
【請求項２１】
所定の規則にしたがって配列された複数の太陽電池素子と、
隣接する上記太陽電池素子を電気的に接続する導体線としてのインナーリード線とを備え、
上記インナーリード線は、所定の接着剤を介して、上記太陽電池素子と接合されていること
を特徴とする太陽電池。
【請求項２２】
上記接着剤は、上記インナーリード線の主材料となる所定の金属線の一端から所定長にわたって表面側にのみ塗布されるとともに、当該金属線の他端から所定長にわたって裏面側にのみ塗布され、乾燥又はＢステージ化してフィルム化されたものが硬化していること
を特徴とする請求項２１記載の太陽電池。
【請求項２３】
上記太陽電池素子は、当該太陽電池素子の表面に形成された集電用電極を介して上記インナーリード線と接合することにより、隣接する太陽電池素子と電気的に接続していること
を特徴とする請求項２１又は請求項２２記載の太陽電池。
【請求項２４】
上記接着剤は、導電性接着剤であること
を特徴とする請求項２１乃至請求項２３のうちいずれか１項記載の太陽電池。
【請求項２５】
上記導電性接着剤は、異方性導電接着フィルムであること
を特徴とする請求項２４記載の太陽電池。
【請求項２６】
上記異方性導電接着フィルムは、３０重量％以下の導電性粒子を配合したエポキシ系接着剤を硬化したものであり、硬化後のヤング率が０．１ＧＰａ〜３０ＧＰａのものであること
を特徴とする請求項２５記載の太陽電池。
【請求項２７】
上記金属線は、表面に防錆処理が施されているものであること
を特徴とする請求項２２記載の太陽電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（Ａ）】
【図６（Ｂ）】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６（Ａ）】
【図６（Ｂ）】
【図７】
【図８（ａ）】
【図８（ｂ）】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−３００４０３（Ｐ２００８−３００４０３Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４１７９５（Ｐ２００７−１４１７９５）
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２９日（２００７．５．２９）
【出願人】（０００１０８４１０）ソニーケミカル＆インフォメーションデバイス株式会社 (595)
【Ｆターム（参考）】
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