导电膏、电气模块及电气模块的制造方法与流程

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导电膏、电气模块及电气模块的制造方法与流程

本发明涉及导电膏、电气模块及电气模块的制造方法。本申请基于2015年3月4日在日本提出申请的特愿2015-042662号主张优先权,将其内容在此编入。



背景技术:

近年来,作为绿色能源的发电装置,太阳能电池备受关注,正在进行硅系太阳能电池及色素敏化太阳能电池的开发。色素敏化太阳能电池具有高的光电转换效率,并且容易廉价地量产,故而,广泛研究了其构造及制造方法。

以上述的色素敏化太阳能电池为主,在需要密封的电气模块中,在将多个单元在同一平面内并排制作时,例如为了在相邻的单元间,将第一单元的上侧电极和第二单元的下侧电极电连接,且在电极间密封电解质等元件,具备“密封材料/导通材料(例如导线、导电膏等)/密封材料”的构造。

例如,在专利文献1中公开有如下的光电转换模块,将具备透明电极、相对电极、将这些电极密封并绝缘的密封绝缘部的光电转换元件在同一平面内并排设置而成。在该光电转换模块中,为了将相邻的光电转换元件彼此电连接,而将第一光电转换元件的透明电极部件的一部分和第二光电转换元件的相对电极部件的一部分相互对向并在其间配置导通材料。由此,形成多个单元间的串联构造。

但是,在专利文献1记载的光电转换模块中,作为导通材料使用了金属制的导线等,故而存在在利用激光或超声波焊接等切断单元时,难以切断导通材料,切断单元耗费时间的问题。作为解决该问题的方法,已知有使用粘接剂具备导电性填料的导电膏来实现电连接的方法。

专利文献1:(日本)特开2001-357897号公报

但是,在专利文献1记载的光电转换模块中,由于导电膏不具有对于确保光电转换元件彼此的电连接而言足够的导电性能,故而具有使用了导电膏的电气模块的品质不易稳定的问题。



技术实现要素:

本发明是鉴于上述的情况而设立的,提供能够确保切断的容易性及品质的稳定性的导电膏、及具备由该导电膏形成的导通材料的电气模块。

本发明的导电膏包含粘接剂和可使电极间导通的多个导电粒子,所述导电粒子的直径尺寸的变动系数为25%以下。

在此,所述变动系数如以下的式(1)表示。

【式1】

此外,作为用于计算导电粒子的直径尺寸的变动系数的平均粒径的测定方法,例如可举出用显微镜观察导电粒子,并换算由游标卡尺等测定的结果的方法、图像解析法、库尔特法(コールター法)、离心沉淀法、激光解析散射法等,但没有特别限定。

由于导电粒子的直径尺寸的变动系数为25%以下,从而导电粒子的直径尺寸大致均匀。例如在构成电气模块的电极间配置了本发明的导电膏时,导电粒子在电极的延伸方向上分散。而且,通过对具有这些电极的基材进行加压等并压平,容易将导电粒子以单层配置在同一面(即电极的一面)上。因此,在电极彼此之间配置有使导电膏固化的导通材料时,成为在这些电极彼此的厚度方向的间隙中以单数(即单层)夹有导电粒子的状态。由此,电极的延伸方向的导电粒子之间的仅粘接剂的部分较柔软,容易切断。在进行切断时,在电极间的厚度方向上容易得到电极间的触点,电极彼此容易导通。另外,电极间的厚度尺寸被保持为大致一定。

在本发明的导电膏中,优选的是,所述导电粒子的平均粒径为3μm以上且500μm以下。

根据上述构成,在电气模块的电极彼此之间配置了导电膏时,适当设定电极间的厚度尺寸。

本发明的电气模块通过由上述导电膏形成的导通材料将第一电极和第二电极在划分成多个单元的状态下粘接,同时,将相邻的所述多个单元电连接。

根据上述构成,实现电气模块的电极间的更良好的导通,并且容易将电气模块的电极间的距离保持为一定。

在本发明的电气模块中,优选的是,所述导电粒子中的、与所述第一电极及所述第二电极二者相接的导电粒子的个数比例为50%以上。

根据上述构成,将电极和导电粒子的接触点的个数确保在实现良好的导通的程度,容易得到电极间的厚度方向上的电极间的触点。其结果,电气模块的电极彼此容易导通。

在本发明的电气模块中,优选的是,所述第一电极或所述第二电极的每单位面积的、与所述第一电极及所述第二电极二者相接的导电粒子的个数为20个/1mm2以上。

根据上述构成,将每单位面积的电极与导电粒子的接触点的个数确保在实现良好的导通的程度,容易得到电极间的厚度方向上的电极间的触点。其结构,电气模块的电极彼此容易导通。

在本发明的电气模块中,所述导通材料也可以还含有比所述第一电极与所述第二电极之间的厚度方向上的间隔小的直径尺寸的辅助导电物质。

根据上述构成,在电极间的导电粒子彼此的间隙配置辅助导电物质,更容易得到电极间的触点。由此,进一步实现电极间的导通。

在本发明的电气模块中,优选的是,所述辅助导电物质为粒子状或纤维状。

根据上述构成,由于是粒子状或纤维状,从而辅助导电物质被有效地配置在电极间的导电粒子彼此的间隙。

在本发明的电气模块中,所述第一电极或所述第二电极也可以含有光敏化色素。

根据上述构成,由于电子从受到照射光等的刺激的光敏化色素被交接到第一电极或第二电极,故而容易实现例如色素敏化型的电气模块。

本发明的电气模块的制造方法,制造上述本发明的电气模块,具备:第一工序,使所述第一电极和所述第二电极隔开任意的距离而相对,在所述第一电极与所述第二电极之间至少配置所述导电膏;第二工序,按压所述第一电极和所述第二电极,使其相互接近直到其相互的距离达到所述导电粒子的平均粒径的70%以上且90%以下,并且将所述第一电极和所述第二电极贴合。

根据上述构成,在第二工序中,将第一电极与第二电极的距离抑制得比导电粒子的平均粒径小而进行按压,由此,第一电极及第二电极和导电粒子更容易接触,容易且可靠地得到这些电极与导电粒子之间的触点。由此,进一步实现电气模块的电极间的导通。

根据本发明的导电膏,得到电切断容易且能够使电极间稳定地导通的效果。另外,根据本发明的电气模块,能够容易地切断第一电极和第二电极之间的导电膏,并且得到电极间的导通稳定的效果。

附图说明

图1是表示本发明一实施方式的电气模块的平面图;

图2是表示本发明一实施方式的电气模块的图,是表示以图1所示的b-b线向视的截面的一部分的剖面图;

图3是表示本发明一实施方式的电气模块的图,是表示以图1所示的a-a线向视的剖面图;

图4是表示本发明一实施方式的电气模块的变形例的图,是表示以与图1所示的b-b线对应的变形例的色素敏化太阳能电池的位置向视的截面的一部分的剖面图;

图5是用于说明本发明一实施方式的色素敏化太阳能电池的制造方法的图,是一贴合基材的剖面图;

图6是用于说明本发明一实施方式的色素敏化太阳能电池的制造方法的图,是另一贴合基材的剖面图;

图7是用于说明本发明一实施方式的色素敏化太阳能电池的制造方法的图,是表示将贴合基材彼此贴合的情形的剖面图;

图8是表示第一实施例~第三实施例的电气模块的平面图。

标记说明

1:电气模块

1a、1b:色素敏化太阳能电池(电气模块)

2:第一基材

6:导通材料

7:半导体电极(第一电极)

8:相对电极(第二电极)

20:导电粒子

21:粘接剂

28:辅助导电粒子(辅助导电物质)

c:单元

具体实施方式

以下,参照附图说明应用了本发明的一实施方式的导电膏、电气模块及电气模块的制造方法。此外,在以下的说明中使用的附图是示意性的,长度、宽度及厚度的比率等不限于与实际相同,可以适当变更。另外,以下的说明中所示例的材料等为一例,本发明不限于此,在不变更其宗旨的范围内可适当变更来实施。

<导电膏>

本实施方式的导电膏至少含有粘接剂和导电粒子。导电膏也可以是抑制了流动性的导电膏、或者是流动性低的导电膏。

粘接剂是具有保持使省略图示的电气模块的电极间隔开规定的间隔相对配置的状态的功能的物质。粘接剂的上述功能也可以通过烧成、加热或光照射等刺激而实现。作为这样的粘接剂,可列举出含有至少一种热塑性树脂、热固化性树脂、紫外线固化性树脂的树脂的树脂材料,但不特别限定于此。作为上述树脂材料,例如可列举出醋酸乙烯酯树脂系乳液型粘接剂、乙烯-醋酸乙烯酯共聚树脂、eva(乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯的三元共聚物)系乳液型粘接剂、α-烯烃(异丁烯-马来酸酐树脂)系粘接剂、丙烯酸树脂系乳液型粘接剂、丁苯橡胶系乳胶型粘接剂、醋酸乙烯酯树脂系溶剂型粘接剂、丙烯酸树脂系溶剂型粘接剂、氯乙烯树脂系溶剂型粘接剂、氯丁橡胶系溶剂型粘接剂、氯丁橡胶系溶剂型乳香型粘接剂、丁腈橡胶系溶剂型粘接剂、再生橡胶系溶剂型苯乙烯丁二烯橡胶(styrene-butadienerubber:sbr)系溶剂型粘接剂、氨基甲酸酯树脂系粘接剂、硅酮树脂系粘接剂、改性硅酮树脂系粘接剂、环氧改性硅酮树脂系粘接剂、丙烯酸树脂系(secondgenerationofacrylicadhesives:sga)粘接剂、淀粉系粘接剂、聚合物水泥砂浆、环氧树脂砂浆、甲硅烷化氨基甲酸酯树脂系粘接剂、热熔型粘接剂等。

另外,作为粘接剂,只要具有保持将电气模块的电极间隔开规定的间隔相对配置的状态的功能,则可使用具有高的粘性的粘合材料。作为这样的粘合材料,例如可列举出橡胶类、丙烯酸类、硅酮类、氨基甲酸酯类的材料,但不特别限定于此。具体而言,可列举出天然橡胶、丙烯酸酯共聚物、硅酮橡胶、氨基甲酸酯树脂等。

导电粒子是分散于粘接剂中,可使省略图示的电气模块的电极彼此导通的物质。导电粒子可以如金属粒子那样地导电粒子自身具有导电性,例如也可以是由至少表面具有导电性的金属层形成的粒子。

导电粒子的形状只要在配置于电极间时实现隔离物的作用,就没有特别限制。从具有最大的内包体积的同时,电阻小的观点出发,优选导电粒子为球状。作为导电粒子的球状以外的形状,例如可列举出椭圆形状、立方形状、多边体形状等。

导电粒子的直径尺寸大致均匀地形成。即,上述式(1)定义的导电粒子的直径尺寸的变动系数为25%以下,优选为15%以下,更优选为8%以下。另外,导电粒子的平均粒径优选为3μm以上且500μm以下,更优选为10μm以上且250μm以下,进一步优选为50μm以上且100μm以下。

此外,在除了上述导电粒子外还含有导电性物质的情况下,具有上述范围内的平均粒径的导电粒子含有导电膏中所含的多个导电性物质中的1质量%以上、优选为10重量%以上、更优选为40重量%以上、进一步优选为70重量%以上。由此,配置导通材料的电极间的距离容易保持为一定。

作为导电粒子,例如可列举出金、银、铜、铬、钛、铂、镍、锡、锌、铅、钨、铁、铝等金属粒子。另外,可列举出由含有这些金属的化合物构成的粒子、由导电性树脂构成的粒子、或炭黑等碳系粒子。进而,可举出在树脂制的粒子上覆盖有无电解镍等具有导电性的金属的粒子等。

特别是,导电粒子优选为具有带柔软性的树脂粒子和覆盖该树脂粒子的表面的导电金属层的导电粒子(以下称作“树脂芯导电粒子”)。在使用了树脂芯导电粒子的情况下,特别是通过后述的本发明的制造方法制造电气模块,能够极其稳定地确保电极间的导通。

作为用于形成树脂芯导电粒子的树脂粒子的树脂,例如可列举出:聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、苯并胍胺树脂、尿素树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、饱和聚酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚砜、聚苯醚、聚缩醛、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺,聚醚醚酮及聚醚砜等。由于能够容易地将树脂粒子的硬度控制在适当的范围,故而用于形成树脂粒子的树脂优选为将具有烯属不饱和基团的聚合性单体聚合1种或2种以上而成的聚合物。另外,作为导电金属层,优选为镍层、钯层、铜层或金层,更优选为镍层或金层,进一步优选为铜层。

另外,导电金属层的厚度优选为10nm以上且200μm以下,更优选为200nm以上且100μm以下,特别优选为1μm以上且30μm以下。

关于上述树脂芯导电粒子的详细构成或制备方法,可参照国际公开公报第2011/132658号。

在本实施方式的导电膏中,从导电粒子在导电膏中适度分散的观点出发,相对于0.1质量%~70质量%的导电粒子,优选含有99.9质量%~30质量%的粘接剂。通过这样的质量比,如上述,导电粒子适度分散在导电膏中,成为导电膏的硬度成为便于配置在电极上的程度。另外,在导电膏中,能够保持适于实现电极间的稳定导通的导电粒子,并且,导电粒子含有将导电膏通过超声波等容易绝缘或切断的程度。这样,粘接剂除了上述的功能等之外,还具有保持导电粒子的分散状态的功能。

本实施方式的导电膏除了含有粘接剂和导电粒子之外,优选还含有辅助导电物质。例如,如果辅助导电物质为粒子状,则在电极间作为导通材料配置时,具有比电极间的厚度方向的间隔小的直径尺寸。

从夹在导通材料中的导电粒子的间隙中的目的出发,辅助导电物质的平均粒径例如相对于导电粒子的平均粒径优选为80%以下,更优选为50%以下,进一步优选为30%以下。由此,通过实现上述目的,进一步提高导通材料的导电性,电极间稳定地电导通。

作为辅助导电物质,只要是具有导电性且不阻碍导电粒子的导通性的物质即可,可列举出比上述导电粒子更小的直径的粒子状或纤维的辅助导电物质。

作为辅助导电物质的材料,可列举出金、银、铜、铬、钛、铂、镍、锡、锌、铅、钨、铁、铝等金属、包含这些金属的化合物、导电性树脂、或由炭黑等碳材料构成的物质。也可以是与上述导电粒子同等的物质。

在辅助导电物质为纤维状的情况下,可示例相对于导电粒子的粒径,纤维径为45%以下。更优选为30%以下,进一步优选为15%以下。作为上述导电性纤维的纤维长度,可示例长宽比2~500。纤维径和长宽比能够以不阻碍导电粒子的导通性的方式适当调整。

上述辅助导电物质的形状或大小可以均匀也可以不均匀,没有特别限定。

另外,也可以在本实施方式的导电膏中添加有机溶剂。该有机溶剂是用于保持导电粒子或粘合剂树脂的分散状态的辅助介质。作为这样的有机溶剂,例如可列举出水、醋酸乙酯、酯类、醇类及酮类的溶剂、四氢呋喃、己烷、芳香族的溶剂等,没有特别限定。

以上说明的导电膏因为在粘接剂中适量含有大致均匀地形成的导电粒子,故而在配置于电极间时,通过加压等进行压平,由此,导电粒子容易以单层配置在同一面上。因此,在将导电膏作为导通材料配置在电气模块的电极彼此之间时,在这些电极彼此之间,导电粒子成为以单数(即单层)介于厚度方向的状态,在导电粒子彼此之间容易切断导通材料。另外,电极彼此容易导通。因此,容易取得电极间的触点,容易将电极间的距离保持为一定。

此外,在本实施方式中,示例将导电粒子直接分散在粘接剂中的导电膏或导通材料进行了说明,但导电粒子也可以经由适当的辅助材料(省略图示)或密封材料间接地保持于粘接剂,并将它们一体化。作为可构成这样的辅助材料的非导电性材料,例如可列举出含有至少一种热塑性树脂、热固化性树脂、紫外线固化性树脂等树脂的树脂材料、或构成公知的纤维的纤维材料、纤维素、聚乙烯醇等材料。另外,作为上述辅助材料,除了上述示例的材料之外,还可以使用用于太阳能电池等的电气模块的公知的密封材料。

<电气模块>

接着,作为本实施方式的电气模块1的一例,对色素敏化太阳能电池(电气模块)1a进行说明。

此外,以下,对色素敏化太阳能电池1a进行说明,但本实施方式的导通材料6可适用于需要形成于第一基材2及第二基材4之间的多个单元c的密封、和各单元c、c.…、c彼此的串联电连接或并联电连接的各种电气模块。如图1或图2所示,色素敏化太阳能电池1a是将设于第一基材2上的透明导电膜3和设于第二基材4上的相对导电膜5经由导通材料6相对配置的电气模块。

如图1所示,色素敏化太阳能电池1a具备第一基材2、半导体电极(第一电极)7、第二基材4、相对电极(第二电极)8、电解质9、导通材料6。

半导体电极7具备层积在第一基材2上的透明导电膜3、和层积在透明导电膜3上的多孔质的半导体层10。

在电解质9接触的半导体层10上,在包含多孔质内部在内的表面吸附有公知的未图示的光敏化色素。

相对电极8具备层积在第二基材4上的相对导电膜5、和层积在相对导电膜5上的催化剂层11。

导通材料6配置在相互平行地沿一方向延伸的多个半导体层10之间。

导通材料6如上述,在导通材料6中含有的导电粒子20形成为大致均匀的大小,通过在导通材料6的涂敷或配设中进行压平或加压,导电粒子20在厚度方向上不重合而容易以单层配置。即,导通材料6的导电粒子20如图3所示地在透明导电膜3与相对导电膜5之间,通过加压等压平作业,容易在厚度方向上以单层配置。

在上述的配置中,导通材料6的导电粒子20中的、与半导体电极7的透明导电膜3和相对电极8的相对导电膜5二者相接的导电粒子20的个数比例为50%以上,优选为60%以上,更优选为68%以上。

另外,从为了实现色素敏化太阳能电池1a中的良好的导通,与半导体电极7及相对电极8二者接触的导电粒子20至为重要的观点出发,与半导体电极7及相对电极8二者相接的导电粒子20的个数为20个/1mm2以上,优选为30个/1mm2以上,更优选为50个/1mm2以上。

如图1或图2所示,在导通材料6的两侧方配置有密封材料12、12。

通过导通材料6和密封材料12将电极间(即,透明导电膜3和相对导电膜5之间)粘接。另一方面,在与上述的一方向(导通材料6的延伸方向)交叉的方向上,通过超声波焊接等方法进行绝缘及粘接(以下将绝缘的部分设为“绝缘部13”)。这样,将分别具有半导体层10的单元c液密地密封。而且,通过导通材料6中含有的导电粒子20,在半导体电极7和相对电极8之间沿厚度方向形成间隙,且在该间隙内密封有电解质9。

在色素敏化太阳能电池1a中,导通材料6与构成半导体电极7及相对电极8的透明导电膜3直接接触。在透明导电膜3及相对导电膜5的规定部位设有通过激光照射等而绝缘的多个图案部25。

相邻的单元c、c彼此的透明导电膜3及相对导电膜5通过图案部25被区划成多个,形成多个透明导电膜3及相对导电膜5的图案。在被区划的各单元c中,将第一单元c1的构成相对电极8的相对导电膜5、和与第一单元c1相邻的第二单元c2的构成半导体电极7的透明导电膜3通过导通材料6电连接。其结果,将第一单元c1和第二单元c2串联连接。

构成半导体电极7及相对电极8的第一基材2及第二基材4的材料没有特别限定,例如可列举出玻璃、树脂等绝缘体、半导体、金属等。作为上述树脂,例如可列举出聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等。从制造薄且轻的具有可挠性的色素敏化太阳能电池1a的观点出发,优选基材为透明树脂制,且更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜或聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)膜。

透明导电膜3、相对导电膜5的种类没有特别限定,可应用用于公知的色素敏化太阳能电池的导电膜,例如可列举出由金属氧化物构成的薄膜。作为上述金属氧化物,可列举出氧化铟锡(ito)、掺氟氧化锡(fto)、掺铝氧化锌(ato)、氧化铟/氧化锌(izo)、掺镓氧化锌(gzo)等。

半导体层10由可从吸附的光敏化色素接收电子的材料构成,通常优选为多孔质。构成半导体层10的材料没有特别限定,可应用公知的半导体层10的材料,例如可列举出氧化钛、氧化锌、氧化锡等金属氧化物半导体。

半导体层10上担载的光敏化色素没有特别限定,例如可列举出有机色素、金属络合物色素等公知的色素。作为上述有机色素,例如可列举出香豆素类、多烯类、菁类、半菁类、噻吩类等。作为上述金属络合物色素,例如优选使用钌络合物等。

构成催化剂层11的材料没有特别限定,可应用公知的材料,例如可列举出铂、碳纳米管等碳类、聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(pedot/pss)等导电性聚合物等。

电解质9的种类没有特别限定,可应用公知的色素敏化太阳能电池中使用的电解质。作为氧化还原对(即,电解质9),例如可列举出有机溶剂中溶解有碘和碘化钠的电解液。

以上说明的色素敏化太阳能电池1a具备导通材料6具有多个导电粒子20而实现导通的构成,因此,具有在使用超声波再次进行单元c的形成或再次划分单元c时,可容易地将导通材料6绝缘的效果。

另外,色素敏化太阳能电池1a由于导通材料6中包含的导电粒子20形成为大致均匀的大小,故而在透明导电膜3和相对导电膜5之间容易沿厚度方向配置单一的导电粒子20。因此,色素敏化太阳能电池1a具有容易使透明导电膜3与相对导电膜5之间的尺寸大致一定的效果。

另外,色素敏化太阳能电池1a容易使透明导电膜3与相对导电膜5之间的尺寸大致一定,且透明导电膜3与相对导电膜5之间在厚度方向上通过单一(单层)的导电粒子20容易实现导通,因此,具有通过各导电粒子20容易可靠地取得导通的效果。

另外,色素敏化太阳能电池1a由于可通过导通材料6形成透明导电膜3与相对导电膜5的间隙,故而间隙的形成不依赖于配置在导通材料6的两侧的密封材料12、12。因此,色素敏化太阳能电池1a具有能够使配置于导通材料6两侧的密封材料12、12的宽度尺寸尽可能地小而尽可能地增大单元c内的半导体层10的面积的效果。

另外,在色素敏化太阳能电池1a中,由于导电粒子20中的、与半导体电极7及相对电极8二者相接的导电粒子的个数比例为50%以上,故而半导体电极7及相对电极8与导电粒子20的接触点的个数被确保在实现色素敏化太阳能电池1a的良好的导通的程度。

另外,在色素敏化太阳能电池1a中,由于半导体电极7及相对电极8的每单位面积的、与半导体电极7及相对电极8二者相接的导电粒子20的个数为20个/1mm2以上,故而每单位面积的半导体电极7及相对电极8与导电粒子的接触点的个数被确保在实现色素敏化太阳能电池1a的良好的导通的程度。

因此,根据色素敏化太阳能电池1a,由于容易获得电极间的厚度方向上的电极间的触点,故而色素敏化太阳能电池1a的电极彼此容易导通。

图4是表示色素敏化太阳能电池1a的变形例即色素敏化太阳能电池(电气模块)1b的图,是以与图1所示的b-b线对应的色素敏化太阳能电池1b的位置向视的截面的一部分的剖面图。此外,在图4所示的色素敏化太阳能电池1b的结构要素中,对于与图2所示的色素敏化太阳能电池1a的结构要素相同的结构要素标注同一标记并省略其说明。

色素敏化太阳能电池1b的导通材料6除了粘接剂21和导电粒子20之外,还含有辅助导电粒子(辅助导电物质)28。如图4所示,辅助导电粒子28具有导电性,并且具有比半导体电极7与相对电极8之间的厚度方向上的间隔小的直径尺寸。即,辅助导电粒子28是不具有隔离物的功能的导电粒子。通过该结构,在半导体电极7与相对电极8之间的导通材料6中,在导电粒子20彼此的间隙配置辅助导电粒子28,更容易获得半导体电极7与相对电极8之间的触点。因此,实现半导体电极7和相对电极8之间的更可靠的导通。

<电气模块的制造方法>

接着,以色素敏化太阳能电池1a的制造方法(以下也简称为“制造方法”)为例说明本发明的电气模块1的制造方法的一实施方式。

本实施方式的制造方法是色素敏化太阳能电池1a的制造方法(电气模块的制造方法)具备:使半导体电极7和相对电极8隔开任意的距离而相对,在半导体电极7与相对电极8之间至少配置导电膏的第一工序;按压半导体电极7和相对电极8,使其相互接近到相互的距离成为导电粒子20的平均粒径的70%以上且90%以下,使半导体电极7和相对电极8贴合的第二工序。以下,具体说明各工序。

[第一工序]

首先,使用采用了辊对辊方式的公知的色素敏化太阳能电池的制造方法,在用于形成沿规定的方向p连续搬运的第一基材2上的单元的规定位置形成透明导电膜3,之后,在规定位置形成半导体层10,在半导体层10的两侧(即周围)形成了密封材料12后,层积电解质9。由此,如图5所示,得到具备半导体电极7及密封材料12,并且在适当部位形成有间隙s的贴合基材31。此外,规定方向p只要考虑制造上的程度等自由设定即可,例如也可以设为与导通材料6的延伸方向平行的方向。

接着,使用公知的色素敏化太阳能电池的制造方法,在用于形成沿规定方向p连续搬运的第二基材4上的单元的规定位置形成相对导电膜5,之后,在规定位置形成催化剂层11。由此,如图6所示,得到具备相对电极8的贴合基材32。

接着,如图7所示,在贴合基材31的间隙(第一电极与第二电极之间)s,从导电膏供给部40填充至少含有粘接剂和导电粒子20的导电膏,制成导通材料6。实际上,也可以考虑将密封材料12及配线材料等在后述的第二工序中压溃、扩展的情况而比规定厚度稍厚地填充导电膏。

[第二工序]

接着,如图8所示,使贴合基材31的半导体层10和贴合基材32的催化剂层11相对,使贴合基材31和贴合基材32相互接近。使用在贴合基材31、32的厚度方向上隔开规定间隔的状态下沿着该厚度方向配置的一对辊41、42,按压贴合基材31和贴合基材32使其相互接近。此时,将半导体电极7的透明导电膜3和相对电极8的相对导电膜5的距离t设为导电粒子20的平均粒径的70%以上且90%以下,优选为75%以上且85%以下。另外,优选以半导体电极7和相对电极8的距离t成为上述条件的方式适当调整一对辊41、42彼此的上下方向的间隔及按压力等。这样,通过利用一对辊41、42以距离t比导电粒子20的平均粒径短的方式进行按压,根据导电粒子20的材质及弹性压溃一部分导电粒子20(即,直径尺寸比距离t大的导电粒子20)。

从适当配置的紫外线照射部46对利用一对辊41、42按压的按压空间w照射紫外线uv,使由紫外线固化树脂构成的密封材料12固化,由此使贴合基材31和贴合基材32贴合。此时,如上述,也有时利用一对辊41、42以按压空间w压溃的导电粒子20的形状恢复,由此,半导体电极7及相对电极8和导电粒子20的接触面积扩大,更可靠地形成半导体电极7及相对电极8和导电粒子20的触点。另外,导通材料6的导电粒子20的分散等稳定。此外,为了促进密封材料12的固化,也可以在比按压空间w靠搬送方向p的前方二次照射紫外线。

此外,从能够使用压溃引起的导电粒子20的弹性变形及弹性恢复带来的导电粒子20的形状恢复这一点出发,导电粒子20优选由树脂制的球(微粒子)构成。

通过上述的第一工序及第二工序,得到图1及图2所示的色素敏化太阳能电池1a。此外,图4所示的色素敏化太阳能电池1b的制造方法除了导电膏中含有辅助导电物质21之外,与上述的色素敏化太阳能电池1a的制造方法相同。

在以上说明的电气模块1的制造方法中,在构成电气模块1的半导体电极7及相对电极8之间配置了至少含有粘接剂和导电粒子20的导电膏时,导电粒子20在半导体电极7及相对电极8的延伸方向分散。而且,通过将具有半导体电极7的贴合基材31和具有相对电极8的贴合基材32以相互接近的方式按压等压平且进行贴合,导电粒子20容易以单层配置在同一面(即,电极的一面)上。因此,在电极彼此之间配置了使导电膏的流动性降低的导通材料6时,成为在这些电极彼此的厚度方向的间隙s以单数(即单层)夹设有导电粒子20的状态。由此,根据电气模块1的制造方法,电极的延伸方向的导电粒子20之间的粘接剂或仅粘合剂等的部分较为柔软,能够得到容易切断的电气模块1。

另外,在电气模块1的制造方法中,在按压空间w的半导体电极7及相对电极8之间的厚度方向上,将透明导电膜3和相对导电膜5的距离t设为导电粒子20的平均粒径的70%以上且90%以下,由此,透明导电膜3和相对导电膜5被按压向导电粒子20。由此,容易且可靠地得到半导体电极7及相对电极8和导电粒子20之间的触点,且将半导体电极7及相对电极8和导电粒子20的接触面积确保为一定程度,因此,电极彼此良好地导通。因此,根据电气模块1的制造方法,能够可靠地保持电气模块1的导电性能,且能够使电气模块1的品质良好地稳定。即,能够得到容易电切断,且能够容易地切断半导体电极7和相对电极8之间的导通材料6,并且能够高稳定地使电极间导通的电气模块1。

以上,对本发明的优选实施方式进行了详细地说明,但本发明不限于这种特定的实施方式,在权利要求书的范围内记载的本发明的宗旨范围内,可进行各种变形、变更。

例如,导通材料6自身也可以担当密封材料12的作用,兼具密封材料12。

实施例

以下,通过实施例及比较例更具体地说明本发明,但本发明不限于以下的实施例。

(第一实施例)

准备由成膜了ito的pet膜构成的导电性膜。导电性膜的大小为纵向尺寸10cm、横向尺寸15cm,导电性膜的厚度尺寸为100μm。另外,对距端部8.3cm的内侧部位进行绝缘加工(参照图8)。

接着,如图8所示,在进行了绝缘加工的部位及该部位附近,隔开间隔配置有俯视时为线状且宽度尺寸1.5mm的密封材料。

接着,在作为粘接剂的4.5g的环氧树脂及4.5g的酚醛树脂中,作为导电例子混合表面实施了镀金的ミクロパール(注册商标)au-250,制成导电膏。该导电粒子的平均粒径为50μm,导电粒子的直径尺寸的变动系数为6%。另外,导电粒子以成为在导电膏中含有10质量%的状态混合在环氧树脂及酚醛树脂中。

接着,如图8所示,在两根密封材料间涂敷上述导电膏。之后,准备与该导电性膜相同大小的相对电极,将其贴合在导电性膜上,在140℃下通过热固化使导电膏固化,将导电膏制成导通材料,制作电气模块。

在热固化后,通过测试仪测定导电性膜和相对电极之间的电阻值,结果得到与铜线及银膏大致同等的电阻值。即,如上述,在本实施例的电气模块中,确认到确保了与铜线同等的导电性。

接着,如图8所示,在横切导通材料的方向上进行通过超声波焊接机分离(切断)第一实施例的电气模块的作业。之后,通过测试仪确认了在对角线(图10所示的x线)上相邻的单元的导通性,结果未确认到导通性而被切断。在进行该作业时,切断导通材料不耗费多余的时间。

(第二实施例)

作为导电粒子,代替实施了镀金的ミクロパール(注册商标)au-250而使用银粒子之外,与第一实施例同样地形成了电气模块。此外,该银粒子的平均粒径及直径尺寸的变动系数也与第一实施例相同。

在导电膏热固化后,通过测试仪测定导电性膜和相对电极之间的电阻值,结果是,与第一实施例相同,得到与铜线及银膏大致同等的电阻值。

另外,与第一实施例同样地通过超声波焊接机在横切粘接剂及导通材料的方向上分离了第二实施例的电气模块后,通过测试仪确认在对角线(图10所示的x线)上相邻的单元的导通性,结果未确认到导通性而被切断。在进行该作业时,切断导通材料不耗费多余的时间。

(第三实施例)

作为导电粒子,对第一实施例中使用的ミクロパール(注册商标)au-250的表面实施无电解镀镍。其结果,得到平均粒径63μm、直径尺寸的变动系数23%的导电粒子。除此之外,与第一实施例同样地形成电气模块。

在导电膏热固化后,通过测试仪测定导电性膜和相对电极之间的电阻,结果与第一实施例相同,得到与铜线及银膏大致同等的电阻值。

另外,与第一实施例同样的通过超声波焊接机在横切粘接剂及导通材料的方向上分离了第三实施例的电气模块后,通过测试仪确认在对角线(图10所示的x线)上相邻的单元的导通性,结果未确认到导通性而确认到被切断。在进行该作业时,切断导通材料不耗费多余的时间。

(比较例)

作为导通材料,使用宽度尺寸1.5mm、厚度尺寸60μm的导电性粘接带(制造方:株式会社寺岗制作所),将其沿密封剂的延伸方向设置之外,与第一实施例同样地形成了电气模块。

另外,与第一实施例同样地通过超声波焊接机在横切导通材料的方向上分离了比较例的电气模块后,通过测试仪确认在对角线(图8所示的x线)上相邻的单元的导通性,结果确认到导通性而未被切断。在进行该作业时,切断导通材料需要第一实施例~第三实施例的所需时间的约3倍的时间。此外,最终为了切断该导通材料,不得不进行其它工序。

通过以上说明的第一实施例至第三实施例的各实施例及比较例,根据本实施方式的导电膏及导通材料,导通材料的刚性相较于以前降低,并且,导通材料相较于以前柔软,确认到通过激光或超声波焊接等能够容易切断导通材料及使用了该导通材料的电气模块。

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