专利名称：太阳能电池用集电片的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能电池用集电片(Collector sheet),更详细而言,涉及一种通过在片状的树脂基材的表面层积金属箔并将该金属箔图案化为所期望的布线形状从而形成有布线的太阳能电池用集电片。
背景技术：
近年来，由于环境意识的提高，作为清洁能源的太阳能电池备受注目。一般而言，构成太阳能电池的太阳能电池模块是一种从受光面侧开始依次层积有透明前面基板、表面侧封装材料片、太阳能电池单元(cell)、背面侧封装材料片以及背面保护片的结构，具有通过使太阳光入射至上述太阳能电池单元而发电的功能。通常，在太阳能电池模块的内部设置多个在太阳能电池模块内部进行发电的太阳能电池单元，并将它们串并联连接，从而可以得到所需要的电压和电流。为了在太阳能电池模块的内部对多个太阳能电池单元进行布线，例如，可以使用使成为布线图案的金属箔层积在作为基材的树脂片的表面而形成的太阳能电池用集电片(参照专利文献I)。然后，通过焊接加工将作为设置于太阳能电池用集电片的布线的金属箔和太阳能电池单元的输出电极电气接合。在作为太阳能电池用集电片的基材的树脂片的表面设置布线时，例如，与印刷布线基板同样，首先，使金属箔层积在基材表面的整个面，然后，可以通过光刻法将该金属箔蚀刻加工为所期望的布线图案。在先技术文献专利文献日本专利文献I :特开2007-081237号公报
发明内容
发明要解决的技术问题在通过焊接加工来接合太阳能电池用集电片上的布线与太阳能电池单元的输出电极时，一般而言，预先使焊料附着于太阳能电池用集电池片上的布线，在其上载置太阳能电池单元之后，对太阳能电池用集电片加热。通过该加热，使附着在布线上的焊料熔融而流动，熔融的焊料附着在太阳能电池单元的输出电极上。然后，如果停止对太阳能电池用集电片的加热，则熔融后的焊料凝固在太阳能电池单元的输出电极与太阳能电池用集电片上的布线之间。由此，太阳能电池单元的输出电极与太阳能电池用集电片上的布线被电气接合。如上所述，太阳能电池用集电片由于被实施了熔融焊料所需要的加热，因而需要使用具有耐热性的结实的材料。作为这种材料，优选可例示为，对具有耐热性的树脂进行双轴拉伸处理后的薄片(片材)。但是，一般来说，双轴拉伸薄片在双轴拉伸加工中的TD方向(宽度方向)与MD方向(长度方向)拉伸的程度不同，在加热时，有时会在TD方向与MD方向之间显示出不同的、热收缩率。这一点会表现为在太阳能电池用集电片的纵横方向上热收缩率不同。因此，在通过焊接加工接合太阳能电池单元与太阳能电池用集电片时，加热使太阳能电池用集电片的纵向或者横向大幅收缩，进而导致在与太阳能电池单元接合的太阳能电池用集电片的纵向或者横向上产生褶皱。如果与太阳能电池单元接合的太阳能电池用集电片存在褶皱，则成为在太阳能电池单元被模块化时意想不到的应力施加在太阳能电池单元上的原因，从太阳能电池模块的寿命的观点来说，不优选。本发明就是鉴于上述那样的状况而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制在焊接加工的热处理过程中产生褶皱的树脂制的太阳能电池用集电片。用于解决课题的手段本发明人为了解决上述课题而反复进行了锐意的研究，其结果发现通过使具有各向异性的布线形成在太阳能电池用集电片上，并且使具有各向异性的该布线的方向与被双轴拉伸后的树脂片上的指定方向一致，从而即使经过焊接加工中的加热，也能够抑制在太阳能电池用集电片上产生褶皱。本发明就是根据这种观点完成的。 S卩，本发明(I)是一种通过在片状的树脂基材的表面层积金属箔并将该金属箔图案化为所期望的布线形状而形成有布线的太阳能电池用集电片，其特征在于，所述树脂基材是沿双轴拉伸装置的TD方向和MD方向拉伸加工后的双轴拉伸片，在考虑互相正交的两个方向分量时，形成于所述太阳能电池用集电片的布线通过使所述布线的一个方向分量的总长比所述布线的另一个方向分量的总长长而具有各向异性，所述一个方向分量的方向与所述树脂基材被拉伸时的MD方向的方向一致。或者，本发明⑵是在⑴所述的太阳能电池用集电片中，所述布线为梳型形状，所述梳型形状的齿部分的长度方向与所述一个方向分量的方向一致，所述梳型形状的峰部分的长度方向与所述另一个方向分量的方向一致。或者，本发明(3)是在⑴或⑵所述的太阳能电池用集电片中，所述树脂基材是厚度从12iim到250iim的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜，按照JIS-C2318的在1500C X 30分钟下的MD方向的热收缩率为0.2%以上1.0%以下。或者，本发明(4)是一种太阳能电池模块，其中，具备通过焊料来接合权利要求I至3中任一项所述的太阳能电池用集电片与太阳能电池元件的电极而成的部件。发明效果根据本发明，可以提供一种能够抑制伴随焊接加工中的热处理而产生褶皱的树脂制的太阳能电池用集电片。
图I是显示在本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式中所使用的树脂基材的部分俯视图。图2是显示本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式的俯视图。图3是显示太阳能电池单元被接合于本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式的形态的立体图。
具体实施方式
下面，将参照附图来说明本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式。图I是显示在本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式中所使用的树脂基材的部分俯视图。图2是显示本发明的太阳能电池用集电片的一实施方式的俯视图。本实施方式的太阳能电池用集电片I是通过在薄片状的树脂基材2的表面上层积金属箔并将该金属箔图案化为梳型的布线形状而形成有布线3的集电片。首先，将说明在本实施方式的太阳能电池用集电片I中所使用的树脂基材2。在本实施方式的太阳能电池用集电片I中所 使用的树脂基材2是对被成型为薄片状的树脂实施了双轴拉伸加工而得。作为本实施方式中的双轴拉伸加工，可以列举出基于辊与拉幅机的逐次双轴拉伸加工。作为将树脂加工为片状的方法，可以使用公知的方法。作为这种方法，例如，可以列举出如下这样的方法使用具备T型模头的挤出机，将作为原料的树脂熔融挤出，然后，使其紧密附着在冷却鼓(drum)上而缠绕冷却的方法。通过这种方法，可以制作未拉伸的树脂基材(树脂薄片)2。如图I所示，所制作的树脂基材2例如利用具备了辊与拉幅机的逐次双轴拉伸加工装置，沿互相正交的2个方向(MD方向和TD方向)拉伸，进行双轴拉伸加工。在进行双轴拉伸加工时，树脂基材2被加热到比Tg高的温度，利用双轴拉伸加工装置的辊与辊之间的张力而使其沿MD方向拉伸，与此同时或之后，利用双轴拉伸加工装置的拉幅机沿TD方向进行拉伸。由于边加热树脂基材2边进行该一系列的操作，因而树脂基材2在其中含有的分子沿拉伸方向排列(取向)的同时部分结晶化。此外，在本说明书中，如在本发明所属的技术领域中广泛使用的那样，将双轴拉伸加工时的长度方向表示为MD (Machine Direction)方向、将双轴拉伸加工时的宽度方向表示为TD(Transverse Direction)方向。一般来说，由辊与辊之间的张力而引起的机械长度方向的拉伸率(向MD方向的拉伸率)比拉幅机的机械宽度方向的拉伸率(向TD方向的拉伸率)大。因此，在被双轴拉伸加工过的树脂基材2中，与TD方向相比，在MD方向上残存因高拉伸而产生的大的内部应力。由此，被双轴拉伸加工过的树脂基材2的热收缩率一般是MD方向> TD方向。举例说明，对于双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜50 ii m(帝人杜邦薄膜株式会社制Teonex Q51)而言，按照JIS-C2318，在150°C X 30分钟下的热收缩率为MD方向的热收缩率是0. 6%，TD方向的热收缩率是0. 1%。这样，即使使用了被双轴拉伸加工过的树脂基材2，由加热引起的热收缩也很难为零，如果使用该树脂基材2制作太阳能电池用集电片1，则由于焊接加工中的热处理，特别是会引起向MD方向的热收缩，会观察到褶皱。在本发明中，将通过后面说明的方法来抑制这种褶皱的产生。作为用于树脂基材2的制作的树脂，只要是对焊接加工中的热处理具有耐热性即可，没有特别限定。作为这种树脂，可以例示出聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等，其中，从耐热性以及价格的观点出发，优选聚萘二甲酸乙二醇酯。另外，树脂基材2的厚度优选12 ii m 250 ii m,更优选为25 y m 75 y m，最优选为38 ii m 50 ii m。如果不足12 u m,则从平面性的角度考虑，不优选；如果超过250 u m，则从热传导性的角度考虑，不优选。树脂基材2的基于JIS-C2318的在150°C X 30分钟下的MD方向的热收缩率优选为0. 2%以上1.0%以下，更优选为0. 3%以上0. 7%以下。如果不足0. 3%，则本来的收缩率就低，尺寸变化小，因而不能够显著地发挥本发明的效果，如果超过0.7%，则即使使用本发明也会发生褶皱，因此，不优选。此外，热收缩率根据片厚度、树脂的Tg (玻璃化转变温度)、Tm (熔点)、测定温度及时间不同而不同，因而，上述的150°CX30是树脂为PEN时的一个示例。另一方面，TD方向的热收缩率通常比MD方向小，在同等条件下测定的例子是0.2%以下，因而，在热收缩率方面，MD > TD。在上述那样的树脂基材2的表面层积金属箔。该金属箔将来成为太阳能电池用集电片I上的布线3。作为这种金属箔，可以例示出铜箔。作为使金属箔层积在树脂基材2表面的方法，没有特别限定，可使用公知的方法。作为这种层积方法，可以例示使用了聚氨酯类粘合剂的干式层压加工。此外，该金属箔的厚度没有特别限定，因而可以考虑太阳能电池用集电片I所要求的特性等而适当决定。层积在树脂基材2的表面的金属箔被图案化为所期望的形状，并成为作为电气布线的布线图案(布线3)。作为使金属图案化的方法，没有特别限定，可以例示出光刻法蚀刻 加工。接下来，将说明布线3的形状。本发明通过对该布线3的形状具有各向异性，并且在树脂基材2上使具有各向异性的该布线3的方向为指定的方向，从而抑制在热处理太阳能电池用集电片I时产生褶皱。如图2所示，本实施方式中的布线3按如下方式设置呈梳型形状，将2个梳型形状的布线3作为一组,成为齿的部分31互相啮合。该布线3具有成为齿的部分31和成为峰的部分32,且将成为齿的部分31的总长比成为峰的部分32的总长(total length)长作为特征。在这里，成为齿的部分31的方向和成为峰的部分32的方向互相正交。因此，对于本实施方式中的布线3,在考虑到互相正交的两个方向分量时,布线3的一个方向分量(成为齿的部分31的方向分量)的总长比布线3的另一个方向分量的总长(成为峰的部分32的方向分量)长，具有各向异性。本实施方式中的布线3的特征在于,将其一个方向分量(成为齿的部分31的方向分量)的方向与树脂基材2被拉伸时的MD方向的方向一致。通过如此地设置布线3，以树脂基材2的MD方向为方向分量的布线的密度增大。正如已经说明过的那样，树脂基材2在焊接加工中的热处理时，向MD方向的热收缩大。但是，通过上述那样地设置布线3，向MD方向的密度大的布线3成为用于抑制向MD方向变形的支撑(阻碍向MD方向的变形)，因而抑制树脂基材2意欲向MD方向的收缩。由此，太阳电池用集电片I可以抑制因焊接加工时的热处理而出现的褶皱。也就是说，太阳能电池用集电片I的特征在于，在其表面安装电子部件时受到热处理，并能够抑制因该热处理而导致的树脂基材2收缩所伴随的褶皱的形成。作为实施例，使用MD方向热收缩率为0.4% (150°C X30)的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯为50 y m的树脂基材2，以图2所示的梳型形状，形成了铜箔为35 y m的布线3。此时，使成为梳型的布线3的齿的部分31的长度方向与树脂基材2的MD方向一致。因此，布线3的一个方向分量(成为齿的部分31的方向分量)的总长比布线3的另一个方向分量(成为峰的部分32的方向分量)长，因而具有各向异性，而且，该一个方向分量如上述地与树脂基材2的MD方向一致。在形成布线3之后，太阳能电池用集电片I的MD方向热收缩率为0.05% (150°C X30)。根据这一点，在太阳能电池用集电片I中，与原来的树脂基材2相比，MD方向的热收缩率减低至大约1/8。由此可以理解，太阳能电池用集电片I即使在其表面上安装电子部件时受到用于焊接加工的热处理，也可以抑制向MD方向形成褶皱。本实施方式的太阳能电池用集电片I优选用于太阳能电池单元的布线。将参照图3来说明这一点。图3是显示太阳能电池单元4被接合到本实施方式的太阳能电池用集电片I的形态的立体图。对于本实施方式的太阳能电池用集电片1，通过焊接加工来接合布线3的表面与太阳能电池单元4的输出电极。由此，太阳能电池用集电片I与太阳能电池单元4被电气接合，太阳能电池用集电片I成为太阳能电池模块内部的电气布线。在这里，太阳能电池单元4的电极是用于将太阳能电池4接收光而产生的电能输出至太阳能电池单元4的外 部的电极。没有特别限定，而作为一个示例，该电极可以由银或银化合物等构成。这里，正如已经说明过的那样，在本实施方式的太阳能电池用集电片I上将2个梳型的布线3形成为一组。这种情况下，一组布线3中的一方与设置在太阳能电池单元4的背面的正极接合，一组布线3中的另一方与设置在太阳能电池单元4的背面的负极接合。在通过焊接加工来接合太阳能电池用集电片I的布线3和太阳能电池单元4的电极时，使焊料附着在太阳能电池单元4的电极和太阳能电池用集电片I的布线3的任一方或者两方的表面上，并且，以使太阳能电池单元4的电极的位置与太阳能电池用集电片I的布线3的位置一致的方式使太阳能电池单元4与太阳能电池用集电片I重合，然后，只要以焊料发生熔融的温度加热太阳能电池用集电片I即可。在焊接加工中所使用的焊料，没有特别限制，可使用现有公知的焊料。作为这种焊料的一个示例，可以列举出，铅-锡合金焊料、掺银焊料、无铅焊料、锡-铋焊料、锡-铋-银焊料等。正如已经说明过的那样，太阳能电池用集电片I的树脂基材2在加热时，在其拉伸加工中的TD方向上儿乎不收缩，而在其拉伸加工中的MD方向上热收缩却很大。因此，通常情况下，如果通过焊接加工将使用了这种树脂基材的太阳能电池用集电片接合于太阳能电池单元，则由于焊接加工中的热处理，在太阳能电池用集电片上产生褶皱。如果存在这种褶皱，则成为在太阳能电池模块的内部对太阳能电池单元产生应力的主要原因，能够成为使太阳能电池模块的寿命缩短的原因，从这一观点来说，不优选。在这一点上，依照本实施方式的太阳能电池用集电片1，如图2所示，布线3为梳型形状，成为齿的部分31与成为峰的部分32互相正交,并且,成为齿的部分31的方向分量的总长比成为峰的部分32的方向分量的总长长。而且，该布线3的成为齿的部分31的方向分量的方向与树脂基材2的MD方向一致。由此，在树脂基材2要在MD方向进行热收缩时，沿MD方向具有多种成分的布线3能够阻碍热收缩，抑制太阳能电池用集电片I的变形，进而抑制焊接加工时褶皱的产生。布线3能够如此地抑制太阳能电池用集电片I热收缩的理由是因为构成布线3的金属箔与树脂基材2不同，不发生热收缩。与其相反，假定图2中的成为齿的部分31的方向分量与树脂基材2的TD方向一致的情况即不具备本发明的构成的太阳能电池用集电片。这种情况下，在布线中，成为树脂基材的TD方向的方向分量的总长比成为树脂基材的MD方向的方向分量的总长大。于是，布线抑制树脂基材的变形的效果对TD方向比对树脂基材的MD方向大。因此，在树脂基材要向MD方向热收缩时，基于布线的变形抑制效果变小，树脂基材向MD方向热收缩。因此，在通过焊接加工来接合太阳能电池用集电片与太阳能电池单元时，太阳能电池用集电片产生褶皱。如上所述，可以理解，利用具备了本发明的构成的本实施方式的太阳能电池用集电片1，能够抑制伴随焊接加工中的热处理的褶皱的产生。(变形例)以上，通过显示具体的实施方式来说明了本发明的太阳能电池用集电片，但是，本发明不限定于上述实施方式，在本发明的构成的范围内，能够适当地施加变更来实施。例如，在上述实施方式的太阳能电池用集电片I中，布线3虽然是梳型形状，但不限于这种形状。但是，即使在这种情况下，在考虑到互相正交的两个方向分量时，布线3也必须通过使布线3的一个方向分量的总长比另一个方向分量的总长长而具有各向异性。而且，必须使两者的方向分量的方向中总长较长一侧的方向分量的方向与树脂基材2的MD方 向一致。另外，上述实施方式的太阳能电池用集电片I虽然用于太阳能电池模块中的布线，但本发明的太阳能电池用集电片I并不限于该用途。另外，上述实施方式的太阳能电池用集电片I虽然使用实施了基于辊与拉幅机的逐次双轴拉伸加工后的树脂基材2，但也可以使用通过其他方法实施了双轴拉伸加工的树脂基材。在这种情况下，只要是该树脂基材对TD方向和MD方向具有不同的热收缩率，则能够得到本发明的效果。符号说明I太阳能电池用集电片2树脂基材3 布线4太阳能电池单元
权利要求
1.一种太阳能电池用集电片，是通过在片状的树脂基材的表面层压金属箔并将该金属箔图案化为所期望的布线形状而形成有布线的太阳能电池用集电片，其特征在于， 所述树脂基材是沿双轴拉伸装置的TD方向和MD方向拉伸加工后的双轴拉伸片，在考虑互相正交的两个方向分量时，形成于所述太阳能电池用集电片的布线因所述布线的一个方向分量的总长比所述布线的另一个方向分量的总长长而具有各向异性， 所述一个方向分量的方向与所述树脂基材被拉伸时的MD方向的方向一致。
2.根据权利要求I所述的太阳能电池用集电片，其特征在于， 所述布线为梳型形状，所述梳型形状的齿部分的长度方向与所述一个方向分量的方向一致，所述梳型形状的峰部分的长度方向与所述另一个方向分量的方向一致。
3.根据权利要求I或2所述的太阳能电池用集电片，其特征在于， 所述树脂基材是厚度从12 y m到250 u m的双轴拉伸聚萘二甲酸乙二醇酯膜，按照JIS-C2318的在150°C X 30分钟下的MD方向的热收缩率为0. 2%以上I. 0%以下。
4.一种太阳能电池模块，其中，具备通过焊料来接合权利要求I至3中任一项所述的太阳能电池用集电片与太阳能电池元件的电极而成的部件。
全文摘要
本发明提供一种能够抑制在焊接加工的热处理过程中产生褶皱的树脂制的布线片。本发明是一种通过在片状的树脂基材(2)的表面层积金属箔并将该金属箔图案化为所期望的布线形状而形成布线(3)的太阳能电池用集电片(1)，其中，树脂基材(2)是受到加热之后沿双轴拉伸装置的TD方向和MD方向拉伸加工后的双轴拉伸片，在考虑到互相正交的两个方向分量时，形成于布线片(1)上的布线(3)通过使布线(3)的一个方向分量的总长比布线(3)的另一个方向分量的总长长而具有各向异性，所述一个方向分量的方向与树脂基材(2)被拉伸时的MD方向的方向一致。
文档编号H01L31/04GK102742023SQ20118000527
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月5日 优先权日2010年1月6日
发明者驹井贵之 申请人:大日本印刷株式会社