本发明专利技术的目的在于提供减少太阳能电池单元的应力，抑制太阳能电池单元的翘曲及裂纹的太阳能电池用互连器。本发明专利技术的太阳能电池用互连器的特征在于，具有：导电线部、以及形成在导电线部的至少一个宽幅面上的表面层；表面层具有如下功能：减少当所述互连器接合于太阳能电池单元时产生的由导电部的热膨胀系数与太阳能电池单元的热膨胀系数的差引起的应力。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】太阳能电池用互连器及太阳能电池模组
[0001 ] 本专利技术涉及一种用于太阳能电池集电的太阳能电池用互连器(interconnector )及其制造方法以及太阳能电池模组。
技术介绍
太阳能电池发电是将无穷无尽的太阳能直接转换成电能的发电方式。因此，太阳能电池发电作为大幅减轻能源问题的技术，近年来技术开发变得活跃，市场也正在大幅扩展。目前，太阳能电池模组的基板大多采用单晶硅基板或多晶硅基板。采用单晶硅基板等的太阳能电池模组是通过将多片具有20cm平方左右尺寸的被称为太阳能电池单元的基板串联连接而形成的。在形成太阳能电池的多个太阳能电池单元之间通过集电用配线进行连接，将由各个太阳能电池单元产生的电能集电。太阳能电池单元与集电用配线之间的连接大多采用软钎料的熔融液相接合。该集电用配线称为互连器或太阳能电池用互连器，由被覆了软钎料的金属性导线形成(例如，参照专利文献I)。太阳能电池模组是将发电电力作为电流输出的能量设备。由此，与互连器的电流方向垂直的方向的截面的截面积、及互连器与太阳能电池单元间的连接面的面积需要考虑流入互连器的电流量来确定。伴随太阳能电池的大型化及效率提高，流经互连器的电流量也增加。因此，为了减少在互连器中的电力损失，必须加大互连器的截面积及互连器与太阳能电池单元间的连接面的面积。为了将互连器接合在太阳能电池单元上，必须使互连器、太阳能电池单元及作为接合构件使用的软钎料升温而进行液相接合后冷却至室温。在该冷却处理中，由于作为太阳能电池单元的主要构造体的硅的热膨胀系数与形成作为构成互连器的主要构造体的导电线部的金属的热膨胀系数的差，从而产生应力。金属与硅在室温附近的代表性的线膨胀系数是铜为 16.6 X 10_6 (K-1)，银为 19 X 10_6 (K-1)，铝为 25 X 10_6 (K-1)，硅为 3 X 10_6 (K-1)。在200°C下将铜与硅接合时，产生约0.26%的长度差。并且，由于该长度差，在铜与硅之间产生应力，在由硅形成的太阳能电池单元上产生翘曲。此外，为了对应硅材料紧缺的状况，且实现太阳能电池单元的成本降低，一直在进行太阳能电池单元所使用的硅基板的薄型化。例如，厚度180 μ m等非常薄的硅基板逐渐作为太阳能电池单元使用。因此，以往太阳能电池单元因应力而引起的破损增加而成为大问题。此外，即使未达到太阳能电池单元破损的情况，也有太阳能电池单元的受光面翘曲而弯曲的可能。为了解决该问题，尝试了将互连器软质化(例如，参照非专利文献I)。为了应对起因于金属与硅的热膨胀系数差的问题，使互连器软质化、即、使杨氏模量及屈服应力降低是重要的。一般大多使用0.2%屈服强度作为金属的屈服应力的指标。在互连器的情况下也可预想到以0.2%左右的级数导入应变。因此，降低0.2%屈服强度会使金属侧屈服，使应力及翘曲减少。为了使金属软质化，一般采用通过退火使位错密度降低的方法。然而，通过退火进行的软化对于减少0.2%屈服强度有限，难以对应太阳能电池单元基板的进一步薄膜化等。因此，提出了互连器的构造及安装构造的改良、以及织构的控制的种种技术(例如，参照专利文献2?6)。另一方面，关于作为小型接合构件使用的软钎料，已知在软钎料中混入粒状物而成的软钎料材料(参照专利文献7及8)。在专利文献7中公开了通过使0.01?5重量％粒状物混入到颗粒或长条软钎料材料中，提高软钎料熔融后的突起(凸块)高度的水平度的技术。在专利文献8中公开了通过使金属粒夹杂在软钎料膏糊中，防止因表面张力而使熔解时的软钎料成为圆球状的技术。然而，专利文献7及8分别公开的技术都使用软钎料作为将半导体芯片等小型电子部件的端子与电子基板连接的连接材料。因此，专利文献7及8分别公开的接合技术不是设想了在具有与太阳能电池单元的一边的长度大致相等的长度的太阳能电池用互连器与太阳能电池单元的接合技术中使用的技术。例如，太阳能电池用互连器一般是在平板状的太阳能电池单元表面及背面的多个地方横跨与太阳能电池单元的一边的长度大致相同的距离地以规定的间隔互相平行地进行接合。因此，互连器会分别横跨较长距离在太阳能电池单元的表面及背面连续或断续地接合，在太阳能电池单元上连续施加应力。此外，在专利文献9中，关于作为所谓的无铅软钎料的锡-锌-铋三元系合金，公开了特别是对机械强度及熔融温度特性进行研究的结果。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平11-21660号公报专利文献2:日本特开2006-80217号公报专利文献3:日本特开2008-21831号公报专利文献4:日本特开2008-168339号公报专利文献5:日本特开2008-98607号公报专利文献6:日本特开2010-73445号公报专利文献7:日本特开平8-174276号公报专利文献8:日本特开昭63-180395号公报专利文献9:日本特开平9-206983号公报非专利文献非专利文献1:远藤裕寿等人，日立电线:2007年，26卷I号，pl5
技术实现思路
专利技术要解决的课题这样，在太阳能电池模组中，除了太阳能电池单元大型化且薄膜化以外，互连器也为了减少电力损失而大型化，因此有应力的影响变大的倾向。此外，将太阳能电池单元与互连器接合的软钎料随着所谓的无铅化的进行，有软钎料的熔解温度变高的倾向。因此，存在防止因太阳能电池单元与互连器接合时的加热冷却而产生的应力造成太阳能电池单元的翘曲的课题。本专利技术为了解决上述课题而作出，目的在于提供降低与太阳能电池单元有关的应力、抑制太阳能电池单元的翘曲及裂纹的太阳能电池用互连器。用于解决课题的手段为了实现上述目的，本专利技术的太阳能电池用互连器的特征在于，具有导电线部、及形成于导电线部的至少一个宽幅面的表面层，表面层具有如下功能:减少当互连器接合于太阳能电池单元时产生的由导电部的热膨胀系数与太阳能电池单元的热膨胀系数的差引起的应力。本专利技术的太阳能电池用互连器由于具有减少当互连器接合于太阳能电池单元时产生的由导电部的热膨胀系数与太阳能电池单元的热膨胀系数的差引起的应力的功能的表面层，因此可防止因太阳能电池单元与互连器接合时的加热冷却产生的应力造成太阳能电池单元的翘曲。在本专利技术的太阳能电池用互连器中使用的表面层的一例是形成在导电线部的至少一个宽幅面上、且具有软钎料及分散在软钎料内部的熔点比软钎料高的粒状填料的表面层。将在表面层具有使熔点比软钎料高的粒状填料分散在内部的软钎料的太阳能电池用互连器与太阳能电池单元接合时，填料作为间隔物发挥功能。因此，在具有这样表面层的太阳能电池用互连器中，由于熔解接合后的软钎料的厚度在整个接合面上会变得均匀，因此可防止因接合面内的软钎料的厚度不均而引起的应力的产生。此外，由于软钎料本身与硅相比，热膨胀系数较大，因此凝固后会向太阳能电池单元赋予热应力。熔点比软钎料高的填料的热膨胀系数由于等于或小于软钎料或互连器中使用的导线材料，因此可减少包含填料的宏观的软钎料的热收缩。因此，可减少在太阳能电池单元之间产生的热应力。在本专利技术的太阳能电池用互连器中使用的表面层的其它例子为具有以Λ Τ=Τ1_Τ2规定的过冷度Λ T小于25°C的Sn系软钎料的表面层。其中，Tl为表不在差不扫描量热测定中在升温速度为10°C /分钟的升温过程中的吸热峰上升的开始本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能电池用互连器，其特征在于，具有：导电线部、以及形成于所述导电线部的至少一个宽幅面上的表面层，所述表面层具有如下功能：减少当所述互连器接合于太阳能电池单元时产生的由所述导电部的热膨胀系数与所述太阳能电池单元的热膨胀系数的差引起的应力。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.27 JP 2011-119643;2011.05.27 JP 2011-11951.一种太阳能电池用互连器，其特征在于，具有:导电线部、以及形成于所述导电线部的至少一个宽幅面上的表面层，所述表面层具有如下功能:减少当所述互连器接合于太阳能电池单元时产生的由所述导电部的热膨胀系数与所述太阳能电池单元的热膨胀系数的差引起的应力。2.根据权利要求1所述的太阳能电池用互连器，其中，所述表面层形成于所述导电线部的至少一个宽幅面上，且具有软钎料及分散在该软钎料内部的熔点比所述软钎料高的粒状填料。3.根据权利要求2所述的太阳能电池用互连器，其中，所述表面层的厚度的平均值为10 μ m~40 μ m的范围内的值。4.根据权利要求2所述的太阳能电池用互连器，其中，所述填料的最大直径为10μ m~40 μ m的范围内的值。5.根据权利要求2~4中任意一项所述的扁平导线，其中，所述填料具有选自铜、铝、银、镍、不锈钢中的至少一种金属材料。6.根据权利要求2~4中任意一项所述的太阳能电池用互连器，其中，所述填料具有选自氧化铝、二氧化硅中的至少一种陶瓷材料。7.根据权利要求2~4中任意一项所述的太阳能电池用互连器，其中，所述填料具有选自铜、铝、银、镍、不锈钢中的至少一种金属材料、和选自氧化铝、二氧化硅中的至少一种陶瓷材料这两者。8.根据权利要求2~4中任意一项所述的太阳能电池用互连器，其中，所述填料具有用活性金属被覆了表面的陶瓷、不锈钢或铝。9.一种太阳能电池用互连器，其特征在于，所述表面层为形成于所述导电线部表面的至少一部分上的表面层，该表面层具有以Λ Τ=Τ1-Τ2规定的过冷度Λ T小于...
【专利技术属性】
技术研发人员：小林孝之，木村圭一，田中将元，桥野英儿，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：
国别省市：
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