太阳能电池用导线和太阳能电池的制造方法

太阳能电池用导线和太阳能电池的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种与太阳能电池单元的接合性优异的太阳能电池用导线。是在将熔融焊料镀覆层(13)覆盖于截面形状被加工成扁平状的带板状导电材料(12)的太阳能电池用导线(10)中，将熔融焊料镀覆层(13)表面的氧化膜厚度设为7nm以下。
【专利说明】
太阳能电池用导线和太阳能电池的制造方法
[0001 ] 本申请是申请号为200980147297.1、国际申请日为2009年11月20日、发明名称为 "太阳能电池用导线及其制造方法、保管方法和太阳能电池"的发明申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明设及一种太阳能电池用导线，特别是设及一种与单元的连接性优异的太阳 能电池用导线及其制造方法、保管方法和太阳能电池。本申请W2008年11月27日申请的日 本特愿2008-302501W及2009年10月7日申请的日本特愿2009-233758号为基础，通过引用 其内容而包含于本申请。
【背景技术】
[0003] 太阳能电池中使用多晶、单晶的娃晶片作为半导体基板。
[0004] 基于本发明的图4AW及图4B所示的太阳能电池50,对W往的太阳能电池的构成进 行说明。太阳能电池50是通过用焊料将太阳能电池用导线10a、IOb接合在半导体基板52的 规定区域上而制造的，该规定区域即是设置在半导体基板52表面的表面电极54和设置在背 面的背面电极54。在半导体基板52内产生的电力通过太阳能电池用导线向外部输送。
[0005] 基于本发明的图IAW及图IB所示的太阳能电池用导线10,对W往的太阳能电池用 导线的构成进行说明。太阳能电池用导线10具有带板状导电材料12和形成于带板状导电材 料12上下表面的烙融焊料锻覆层13。带板状导电材料12例如是对截面为圆形的导体进行社 制加工而制成带板状的材料，也称为扁平导体、扁平线。
[0006] 烙融焊料锻覆层13是通过热浸锻法，向带板状导电材料12的上下表面供给烙融焊 料而形成的。
[0007] 热浸锻法是通过酸洗处理等将带板状导电材料12的上下表面净化，并将该带板 状导电材料12通过烙融焊料液，由此向带板状导电材料12的上下表面12a、12b层叠焊料的 方法。当附着在带板状导电材料12的上下表面12a、12b的烙融焊料凝固时，烙融焊料锻覆层 13由于表面张力的作用形成为如图IA所示的从宽度方向的侧部向中央部鼓起的形状，即， 形成为所谓的山形。
[000引将该太阳能电池用导线10切断成规定的长度，并利用空气吸附移动到半导体基板 52的表面电极(栅电极)54上，在半导体基板52的表面电极54上进行焊接。在表面电极54预 先形成有与表面电极54导通的电极带（指针）（未图示）。使太阳能电池用导线IOa的烙融焊 料锻覆层13与该表面电极54接触，在该状态下进行焊接。将太阳能电池用导线IOb焊接到半 导体基板52的背面电极55上的情况也相同。
[0009] W往，为了在半导体基板52的表面电极54与太阳能电池用导线10之间得到优异的 焊料接合性，使表面电极54含浸与太阳能电池用导线10的烙融焊料锻覆层13相同成分的焊 料。可是，近年来，随着半导体基板52的薄型化的发展，使表面电极54含浸焊料时半导体基 板52破损的问题已经显现。因此，为了避免半导体基板52的破损，所W在采取省略对表面电 极54进行焊料含浸工序。
[0010] 由于省略了对半导体基板52的表面电极54和太阳能电池用导线10之间带来优异 的焊料接合性的焊料含浸工序，进而即便使用在W往接合性没有问题的太阳能电池用导 线，也不能得到充分的接合性的情况变得常见。半导体基板52和太阳能电池用导线10间的 接合是通过在表面电极54的电极材料(例如Ag)和烙融焊料锻覆层13的接合材料(例如Sn) 之间形成金属化合物(例如AgsSn)而实现的。该接合需要通过助烙剂的作用从烙融焊料锻 覆层13的表面和表面电极54的表面去除氧化膜，从而使焊料的金属原子(Sn)和电极的金属 原子(Ag)直接碰撞，并且需要通过加热使焊料中的Sn原子易于扩散到其他原子(Ag)的晶格 内。即，当烙融焊料锻覆层13表面的氧化膜的厚度较大时，则通过助烙剂的氧化膜去除不能 充分进行，所W发生焊接不良的情况。
[0011] 若在表面电极54和烙融焊料锻覆层13之间发生焊接不良，则半导体基板52和太阳 能电池用导线10的接合不充分，所W会因机械的剥离、导通不良而引起组件的输出功率的 降低。
[0012] 专利文献1已提出为了抑制在制造时或使用时焊料表面生成氧化膜，将0.002~ 0.0 l 5质量％的?添加到焊料的方法。
[OOU]专利文献1中的太阳能电池用导线中，在加热溫度到30(TC为止，氧化膜厚度在1~ 2皿左右且不变色，加热溫度到350°C之后氧化膜厚度在扣m左右且才开始稍变色。另一方 面，还记载W往例子时在250°C时氧化膜厚度就已经超过6皿，变色显著。此外，在专利文献1 中还记载了不加热时的氧化膜厚度，在发明产品W及W往例中均为Iwii左右。
[0014] 专利文献1:日本特开2002-263880号公报

【发明内容】

[0015] 如上所述，为了将太阳能电池用导线牢固地接合到半导体基板，将烙融焊料锻覆 层13表面的氧化膜变薄即可。然而根据专利文献1，尽管是加热前的状态，发明产品的氧化 膜厚度也在IMi(1000 nm)左右。因此，不足W在省略了对表面电极的焊料含浸工序的半导体 基板和太阳能电池用导线之间得到牢固的接合性。
[0016] 因此，本发明的目的在于解决上述课题，提供一种与单元的连接性优异的太阳能 电池用导线及其制造方法、保管方法W及太阳能电池。
[0017] 为达成上述目的，本发明的特征是一种太阳能电池用导线，其特征在于，是与太阳 能电池单元进行接合的，在截面形状被加工成扁平状的带板状导电材料上设置有烙融焊料 锻覆层的太阳能电池用导线，其中，烙融焊料锻覆层表面的氧化膜厚度为7nmW下。
[0018] 在上述太阳能电池用导线中，上述带板状导电材料可W是体积电阻率为5化Q ? mmW下的扁平线。
[0019] 在上述太阳能电池用导线中，上述带板状导电材料可W是Cu、Al、AgW及Au中的任 一种。
[0020] 在上述太阳能电池用导线中，上述带板状导电材料可W是初铜、低氧铜、无氧铜、 憐脱氧铜W及纯度为99.9999% W上的高纯度铜中的任一种。
[0021] 在上述太阳能电池用导线中，上述烙融焊料锻覆层可W是Sn系焊料或是使用Sn作 为第1成分且含有0.1质量％^上的选自饥、111、81、513、4旨、211、化^及加中的至少一种元素 作为第2成分的Sn系焊料合金。
[0022] 本发明的其他特征是一种太阳能电池用导线的制造方法，其特征在于，通过对线 材实施社制加工或纵切加工（siit processing)而形成带板状导电材料，并用连续电加热 或连续加热式加热炉或批次式加热设备对该带板状导电材料进行热处理，之后，供给烙融 焊料对带板状导电材料进行焊料锻覆时，将其锻覆溫度设为焊料的液相线溫度+120°C W 下。
[0023] 在上述太阳能电池用导线的制造方法中，供给烙融焊料对带板状导电材料进行焊 料锻覆时，也可W将锻覆作业气氛的溫度设为3(TC W下，将锻覆作业气氛的相对湿度设为 65% W下。
[0024] 本发明另外的特征是一种太阳能电池用导线的保管方法，其特征在于，用氧穿透 性为1血/m2 ? day ? MPaW下、透湿度为O.lg/m2 ? (1曰7^下的捆包材料对权利要求1所述的太 阳能电池用导线进行捆包，保管。
[0025] 在上述太阳能电池用导线的保管方法中，也可W将太阳能电池用导线在未捆包或 开封捆包材料的状态下，在溫度30°C W下、相对湿度65% W下的条件下进行保管。
[0026] 本发明还具有的其他特征是一种太阳能电池，其特征在于，将上述太阳能电池用 导线通过其烙融焊料锻覆层的焊料与半导体基板的表面电极和背面电极焊接。
[0027] 根据本发明，能够得到与单元的接合性优异的太阳能电池用导线。
【附图说明】
[0028] 图IA是作为本发明优选实施方式的太阳能电池用导线的横截面图。
[0029] 图IB是图IA的太阳能电池用导线的原料之一的带板状导电材料的立体图。
[0030] 图2是作为本发明优选其他实施方式的太阳能电池用导线的横截面图。
[0031] 图3是在本实施方式中用于形成烙融焊料锻覆层的热浸锻设备的示意图。
[0032] 图4A是使用了图IA所示的太阳能电池用导线的太阳能电池的横截面图。
[0033] 图4B是使用了图4A所示的太阳能电池用导线的太阳能电池的俯视图。
[0034] 图5是表示使用了图4所示的太阳能电池的、太阳能电池组件一个例的俯视图。
【具体实施方式】
[0035] W下，根据附图来详细叙述本发明的优选实施方式。
[0036] 如图IA所示，本发明的太阳能电池用导线10是将烙融焊料供给到带板状导电材料 12的上下表面，在焊料浴的出口进行锻覆而形成的。
[0037] 带板状导电材料12是通过对线材(截面是圆形的线材)进行社制加工，将其用连续 电加热炉或批次式加热设备进行热处理而形成。
[0038] 图IB是表示带板状导电材料12的立体图，上表面12a和下表面12b被制成平坦面， 侧面12cW凸状膨胀形成，端面12d被切割成适宜的长度而形成的。
[0039] 图3表示烙融焊料锻覆装置。
[0040] 热浸锻设备41具有:收容由烙融焊料S组成的焊料浴(焊料锻覆浴)42的焊料槽43、 和设置在焊料浴42中的将由输出装置输出的带板状导电材料12引导到焊料浴42中的上游 侧导漉44、和设置在焊料槽43的下游的将经过焊料浴42和上游侧导漉44而制造出的太阳能 电池用导线10向卷绕机引导的下游侧导漉45。
[0041] 在运里，焊料浴43的溫度必须设定为比所使用焊料的烙点高，但在烙融状态下焊 料中的Sn易扩散从而和空气中的氧结合，显著增进氧化膜的生成。并且，较高的作业气氛的 溫度、湿度也对氧化膜的生成有促进作用。因此，优选焊料浴的溫度为所用焊料的液相线溫 度+120°C W下（下限值为液相线溫度巧(TC)、锻覆作业气氛的溫度为30°C W下（下限值为 10% )、锻覆作业气氛的相对湿度为65% W下(下限值为10% )。
[0042] 根据上述制法，能制造出焊料锻层表面的氧化膜厚度为3. OnmW下（下限值为 0.5nm)的太阳能电池用导线。
[0043] 并且，将制造出的太阳能电池用导线用氧穿透性为ImL/m2 ? day ? M化W下、透湿 度在O.lg/m2 ? day W下的捆包材料捆包，或者即使在未捆包或开封捆包材料状态下，在溫 度为30°C W下（下限值为I(TC)、相对湿度为65% W下（下限值为10%)的条件下保管，则能 够将氧化膜厚度的增长抑制在7nmW下（下限值为0.5nm)。
[0044] 如上所述，本发明的太阳能电池用导线10,为了使对半导体基板的表面电极W及 背面电极的接合变得牢固而将烙融焊料锻覆层13表面的氧化膜厚度设为7nmW下。由此，能 容易地去除焊料接合时的氧化膜，能将太阳能电池用导线10与表面电极W及背面电极牢固 地焊接。即，能够防止由于机械性剥离、导通不良引起的组件的输出功率下降。
[0045] 带板状导电材料12例如使用体积电阻率在5化Q -mmW下的扁平线。
[0046] 通过对该扁平线进行社制加工，能够得到如图IB所示横截面形状的带板状导电材 料12,通过纵切加工得到带板状导电材料12。
[0047] 带板状导电材料12由Cu、Al、AgW及Au中的任一种、或者由初铜、低氧铜、无氧铜、 憐脱氧铜W及纯度为99.9999% W上的高纯度铜中的任一种组成。
[0048] 作为烙融焊料锻覆层，使用Sn系焊料(抽系焊料合金）。该Sn系焊料用Sn作为成分 重量最重的第1成分且含0.1质量％^上的选自化、111、81、513、4旨、211、化^及加中的至少一 种元素作为第2成分。
[0049] 接着，说明本实施方式的效果。
[0050] 将图IA所示的太阳能电池用导线10焊接到图4所示的半导体基板52的表面电极54 W及背面电极55上时，太阳能电池用导线10、半导体基板52的加热溫度被设为烙融焊料锻 覆层13的焊料的烙点附近溫度。运是由于太阳能电池用导线10的带板状导电材料12(例如， 铜）的热膨胀率与半导体基板52(Si)的热膨胀率相差很大。因此，由于热膨胀率的差异产 生了热应力，该热应力导致在半导体基板52上发生龟裂。为了减小该热应力，优选进行低溫 接合。所W，将太阳能电池用导线10、半导体基板52的加热溫度设为烙融焊料锻覆层13的焊 料的烙点附近溫度。
[0051] 上述接合时的加热方法，是将半导体基板52设置在热板上，并用来自该电热板的 加热、和来自设置在半导体基板52上的太阳能电池用导线10上方的加热。
[0052] 为了增大半导体基板52的表面电极54W及背面电极55与烙融焊料锻覆层13的接 触面积，充分进行从半导体基板52到烙融焊料锻覆层13的热传导，优选将含有烙融焊料锻 覆层13的太阳能电池用导线10的形状加工成扁平状。
[0053] 但是，由于W往的太阳能电池用导线的烙融焊料锻覆层表面的氧化膜厚度较厚， 因此，利用将太阳能电池用导线与表面电极54进行焊料接合时所用的助烙剂来去除氧化膜 的效果变得不充分，从而引发焊接不良的现象，其结果引起机械性剥离的发生、因导通不良 不能得到高输出功率等问题。
[0054] 由于将成为本实施方式太阳能电池用导线10的上下表面的烙融焊料锻覆层13的 表面氧化膜厚度设为7nmW下，所W，利用助烙剂能容易地去除氧化膜，焊接性变优异，所W 能解决上述W往的问题。
[0055] 其中，氧化膜厚能W通过俄歇电子能谱法得到的深度分布中的氧化峰值减半的时 间来定义。
[0056] 接着，将用于本发明的带板状导电材料的材料物性示于表1。
[0化7] 表1 r00581
[0059] 带板状导电材料12优选为体积电阻率在5化Q ? mmW下的较低值的材料。作为该 材料如表1所示有化、Al、Ag W及Au等。
[0060] 在Cu、Al、AgW及Au中，体积电阻率最低的是Ag。因此，使用Ag作为带板状导电材料 12,则能够将使用太阳能电池用导线10的太阳能电池的发电效率发挥到最大限度。使用Cu 作为带板状导电材料12,则能够降低太阳能电池用导线的成本。使用Al作为带板状导电材 料12,则能够实现太阳能电池用导线10的轻量化。
[0061] 使用Cu作为带板状导电材料12时，该铜可使用初铜、低氧铜、无氧铜、憐脱氧铜W 及纯度为99.9999% W上的高纯度铜中的任一种。为了使带板状导电材料的0.2%屈服强度 值达到最小，优选使用高纯度的铜。因此，使用纯度为99.9999% W上的高纯度铜，则能够降 低带板状导电材料的0.2%屈服强度值。使用初铜或憐脱氧铜作为带板状导电材料12,则能 够降低太阳能电池用导线的成本。
[0062] 作为用于烙融焊料锻覆层的焊料，可W举出Sn系焊料，或者，用Sn作为第1成分且 含0.1质量％^上的选自饥、111、81、513、4旨、211、化^及加中的至少一种元素作为第2成分的 Sn系焊料合金。
[0063] 运些焊料也可W作为第3组分含有1000 ppmW下的微量元素。
[0064] 接着，说明本发明的太阳能电池用导线的制造方法。
[0065] 首先，对作为原料的截面为圆形的线材(未图示)实施社制加工或者对平板实施纵 切加工而形成带板状导电材料。用连续电加热或连续加热式加热炉或批次式加热设备对该 带板状导电材料进行热处理。之后，使用如图3所示的锻覆作业线，通过供给烙融焊料从而 形成烙融焊料锻覆层。
[0066] 在运里，焊料浴的溫度必须设定为比所使用的焊料烙点高，但在烙融状态下焊料 中的Sn易扩散从而和空气中的氧结合，使氧化膜的生成显著增进。并且，较高的制造气氛的 溫度、湿度也对氧化膜的生成有促进作用。因此，优选焊料浴的溫度为所用焊料的液相线溫 度+120°C W下、锻覆作业气氛的溫度为30°C W下、锻覆作业气氛的相对湿度为65% W下。其 中，焊料浴的溫度表示利用接触式溫度计测定的距带板状导电材料进出于焊料浴的入口 或出口 5cm W内的测定值，锻覆作业气氛的溫度，相对湿度是表示距离锻覆作业线5m位置的 测定值。
[0067]根据上述的制法，能够制造出焊料锻层表面的氧化膜厚3.OnmW下的太阳能电池 用导线。在运里所示的氧化膜厚，是对焊料锻层表面(上表面或下表面)的5处进行俄歇电子 能谱分析而得到的数据的平均值。另外，通过SERA( Sequential Electrochemical Reduction AnalysiS:连续电化学还原法），可确认运里所示的氧化膜的成分是锡(Sn)的氧 化物(SnO:氧化锡（II)、Sn〇2氧化锡（IV))。将通过SERA分析得到的SnO的膜厚和Sn化的膜厚 相加的氧化膜厚，与用俄歇电子能谱分析得到的氧化膜厚基本对应。
[006引并且，将制造出的太阳能电池用导线，用氧穿透性为ImL/V ? day . MPaW下、透湿 度在O.lg/m2 ? dayW下的捆包材料捆包，或者在未捆包或开封捆包材料的状态下，在溫度 为30°C W下、相对湿度为65% W下的条件下保管，则也能够将氧化膜厚度的增长抑制在7nm W下。
[0069] 作为将原料加工成带板状导电材料的加工方法，社制加工、纵切加工均能适用。社 制加工是社制圆线而使其扁平化的方法。通过社制加工形成带板状导电材料，从而能够形 成长板状的长度方向宽度相同的带板状导电材料。纵切加工能够对应各种宽度的材料。即、 原料导电材料的宽度即使在长度方向不相同，但在使用宽度各异的导电材料原料的情况 下，通过纵切加工也能形成长板状的在长度方向宽度相同的带板状导电材料。
[0070] 通过对带板状导电材料进行热处理，能够提高带板状导电材料的软化特性。提高 带板状导电材料的软化特性，则能有效降低0.2%屈服强度值。作为热处理的方法，例如有 连续电加热、连续式加热W及批次式加热。对于连续地对长板状进行热处理，优选连续电加 热或连续式加热。对于必须是稳定的热处理的场合，优选批次式加热。从防止氧化的角度， 优选使用氮气等不活泼气体气氛或氨气还原气氛的炉子。
[0071] 惰性气体气氛或氨气还原气氛的炉是通过连续电加热、连续式加热炉或者批次式 加热设备来提供的。
[0072] 另外，如图2所示，对本发明设及的太阳能电池用导线10而言，是将烙融焊料供给 到带板状导电材料12的上下表面，在焊料浴的出口进行锻覆的带板状导电材料12,用社漉 对其进行剪错，调整锻覆厚度，从而平坦地形成了上下的烙融焊料锻覆层13、13。其中，"平 坦"是表示锻覆表面的凹凸高度在3WI1W下。另外，形成于烙融焊料锻覆层13表面的氧化膜， 与W图1A、图IB进行的说明同样地形成。
[0073] 带板状导电材料12是通过对线材(截面为圆形的线材)进行社制加工，将其用连续 电加热炉、连续式加热炉或批次式加热设备进行热处理而形成。
[0074] 在如图2所示的带板状导电材料12的导体宽度和电极宽度相等的情况下，该构造 能抑制供给的焊料的量，即、通过形成图2的形状，能够防止在带板状导电材料和半导体基 板的接合中所用的焊料被过剩地供给到与表面电极或背面电极的接合部并流出到电极W 外的部分从而使单元的受光面变小。由此，得到屏蔽耗损的抑制优异的太阳能电池用导线 10。
[0075] 另外，能整齐地在表面电极W及背面电极设置带板状导电材料，能实现牢固的焊 接。并且，由于锻覆层平坦，所W与空气吸附夹具的密合性高，移动时不易发生脱落。另外， 由于锻覆层平坦，在绕线器上进行卷绕时，能容易得到稳定的层叠状态，难W发生卷崩。因 此，也解除了由于卷崩所产生的导线缠绕而不能抽出的问题。
[0076] 接着，详细说明关于本发明的太阳能电池。
[0077] 如图4AW及图4B所示，本发明的太阳能电池50是将上述已说明的太阳能电池用导 线10,通过锻覆表面的氧化膜厚为7nmW下的烙融焊料锻覆层13的焊料，与半导体基板52的 表面电极54W及背面电极55焊接。由于太阳能电池50使用太阳能电池用导线10,该导线10 具有锻覆表面的氧化膜厚为化mW下的焊料锻层，所W，不需要对半导体基板52的表面电极 54W及背面电极55进行含浸。因此，能够避免由于对已薄型化的半导体基板的电极进行焊 料含浸而带来的破损。其中，本发明的太阳能电池用导线10也能适用于已对电极进行了焊 料含浸的类型的半导体基板，其用途不限于对电极不含浸焊料类型的半导体基板。
[0078] 在本发明中，烙融焊料锻覆层13的表面氧化膜厚在7nmW下，是极薄的，该烙融焊 料锻覆层13将成为太阳能电池用导线10、与半导体基板52的表面电极54W及背面电极55的 接合面。因此，在与半导体基板52的表面电极54W及背面电极55进行焊料接合时，由于助烙 剂的作用容易地破坏氧化膜，得到优异的焊料润湿性，所W，烙融焊料锻覆层13与表面电极 54W及背面电极55的焊料接合变得牢固。即，在太阳能电池用导线10与半导体基板52间得 到高接合强度的接合。
[0079] 根据本发明太阳能电池50，太阳能电池用导线10和半导体基板52的接合强度高， 所W能实现太阳能电池组件制造时的成品率的提高W及组件输出功率的提高。
[0080] 另外，对太阳能电池50而言，例如，如图5所示，将多个太阳能电池50纵横排列，配 置成太阳能组件51而使用。运时，在上下邻接的单元之间的电连接例如通过将接合在一个 太阳能电池50的表面电极54f上的太阳能电池用导线10与接合在另一个太阳能电池50的表 面电极54f上的太阳能电池用导线10直线状焊料连接而进行。
[0081] 也可W将接合在一个太阳能电池50的表面电极54f上的太阳能电池用导线10与接 合在另一个太阳能电池50的表面电极54f上的太阳能电池用导线10高低不同地焊料连接， 从而进行上下邻接的单元之间的电连接。
[0082] (实施例1)
[0083 ]对作为原料导电材料的铜材料实施社制加工，形成了宽2. Omm、厚0.16mm的扁平线 状的带板状导电材料。将该带板状导电材料用批次式加热设备进行热处理，然后在该带板 状导电材料的周围，用图3所示的热浸锻设备(焊料浴溫度为340°C，作业现场溫度为30°C， 作业现场的湿度为62RH% )实施Sn-3 % Ag-0.5 % Cu焊料(液相线溫度为220°C)的锻覆，在带 板状导电材料的上下表面形成了烙融焊料锻覆层（中央部的厚度为20WI1)(导体是热处理的 Cu)。由此，得到了图IA中的太阳能电池用导线。之后，立即实施氧化膜厚的测定（俄歇电子 能谱分析)W及接合力的测定。
[0084] (实施例2、3、4W 及 5)
[0085] 与实施例1的太阳能电池用导线10同样地形成了带板状导电材料，用批次式加热 设备进行热处理，然后在该带板状导电材料的周围，用图3所示的热浸锻设备(焊料浴溫度 为340°C，作业现场溫度为30°C，作业现场的湿度为65RH% )实施Sn-3 % Ag-0.5 % Cu焊料(液 相线溫度为22(TC)的锻覆，在带板状导电材料的上下表面形成了烙融焊料锻覆层（中央部 的厚度为20WI1)(导体是热处理的化）。而实施例2是对所制造的太阳能电池用导线不进行捆 包，在30°CX65RH%的条件的恒溫?恒湿槽中保管3个月后，实施了氧化膜厚的测定(俄歇 电子能谱分析）W及接合力的测定。而实施例3~5是将所制造的太阳能电池用导线，用已脱 气的Al袋(静电防止PET 12皿/Al锥9皿/尼龙15mi/静电防止化DPE 50皿、氧穿透性lmL/ m2 ? day ? MPa、透湿度O.lg/m2 ? day)进行捆包，实施例3在60°C X95RH%的条件、实施例4在 70°C X95RH%的条件、实施例5在80°C X95畑％的条件的恒溫?恒湿槽中保管3个月后，实 施了氧化膜厚的测定(俄歇电子能谱分析)W及接合力的测定。
[00化](实施例6和7)
[0087]与实施例1的太阳能电池用导线10同样地形成了带板状导电材料，用批次式加热 设备进行热处理，然后在该带板状导电材料的周围，用图3所示的热浸锻设备(实施例6的焊 料浴溫度为340°C，作业现场溫度为20°C，作业现场的湿度为50RH%、实施例7的焊料浴溫度 为340°C，作业现场溫度为30°C，作业现场的湿度为65RH% )实施Sn-3 % Ag-0.5 % Cu焊料(液 相线溫度为22(TC)的锻覆，在带板状导电材料的上下表面形成了烙融焊料锻覆层（中央部 的厚度为20WI1)(导体是热处理的Cu)。并且，实施例6是在制造太阳能电池用导线后，立即实 施了氧化膜厚的测定(俄歇电子能谱分析）W及接合力的测定。实施例7是将所制造的太阳 能电池用导线，用已脱气的Al袋(静电防止阳T12皿/Al锥9皿/尼龙15皿/静电防止化DPE 50 皿、氧穿透性1血/m2 ? day ? MPa、透湿度0.1 g/m2 ? day)，进行捆包，并在85°C X95W%的条 件的恒溫?恒湿槽中保管3个月后，实施了氧化膜厚的测定(俄歇电子能谱分析及接合 力的测定。
[008引（比较例1)
[0089] 与实施例1的太阳能电池用导线10同样地形成了带板状导电材料，用批次式加热 设备进行热处理，然后在该带板状导电材料的周围，用图3所示的热浸锻设备(焊料浴溫度 为350°C，作业现场溫度为35°C，作业现场的湿度为70RH% )实施Sn-3%Ag-0.5%化焊料(液 相线溫度为22(TC)的锻覆，在带板状导电材料的上下表面形成了烙融焊料锻覆层（中央部 的厚度为20皿）（导体是热处理的Cu)。之后，立即实施了氧化膜厚的测定(俄歇电子能谱分 析)W及接合力的测定。
[0090] (比较例2及3)
[0091] 与实施例1的太阳能电池用导线10同样地形成了带板状导电材料，用批次式加热 设备进行热处理，然后在该带板状导电材料的周围，用图3所示的热浸锻设备(实施例6是焊 料浴溫度为340°C，作业现场溫度为30°C，作业现场的湿度为65畑％ )实施Sn-3%Ag-O . 5% Cu焊料(液相线溫度为22(TC)的锻覆，在带板状导电材料的上下表面形成了烙融焊料锻覆 层（中央部的厚度为20WI1)(导体是热处理的Cu)。而比较例2是对所制造的太阳能电池用导 线不进行捆包，在60°C X95W1%的条件的恒溫?恒湿槽中保管3个月后，实施了氧化膜厚的 巧憶(俄歇电子能谱分析似及接合力的测定。在比较例3中，将所制造的太阳能电池用导线 用已脱气的Al蒸锻袋(Al蒸锻PET 12皿/尼龙15皿/静电防止化DPE 50皿、氧穿透性IOmL/ m2 ? day ? MPa、透湿度lOg/m2 ? day)，进行捆包，在60°C X95W%的条件的恒溫?恒湿槽中 保管3个月后，实施了氧化膜厚的测定(俄歇电子能谱分析)W及接合力的测定。
[0092] 对运些实施例1、2、3、4、5、6^及7还有比较例1、2^及3的太阳能电池用导线的焊 料锻覆表面的氧化膜厚进行俄歇电子能谱分析的结果，发现相对于实施例1、2、3、4W及5中 的氧化膜厚很薄均在7nmW下，比较例1、2W及3中的氧化膜厚均大于7nm，较厚。其中，氧化 膜厚是W通过俄歇电子能谱得到的深度分布(瓣射时间（sec)vs.组成比(at%))中的氧化 峰值减半的时间来定义，按照下式计算得出的。
[0093] 氧化膜厚(nm) =Si化换算瓣射速率(nm/min)
[0094] X氧化峰值减半的时间（nm/min)
[00巧]在运些实施例1、2、3、4、5、6W及7还有比较例1、2W及3的太阳能电池用导线上适 量涂布松香系助溶剂，将各自的太阳能电池用导线设置在铜板上，W热板进行加热(在260 °C下保持30秒），如图4AW及图4B所示，将太阳能电池用导线焊接到具有两个汇流电极的 155mmX 155mmX 16皿的半导体基板上（未预先在电极中含浸焊料）。进而，为了评价焊接在 运些半导体基板上的太阳能电池用导线对半导体基板的接合力，进行了90°剥离试验(试验 速度:lOmm/min、剥离长度:15mm)。
[0096] 实施例1、2、3、4、5、6 W及7还有比较例1、2 W及3的评价结果如表2所示。
[0097] 表 2
[009引
[0099] 表2中"锻覆溫度"一栏中表示的是焊料锻覆浴的溫度。"现场溫度"一栏中表示的 是进行锻覆作业场所的溫度。"现场湿度"一栏中表示的是进行锻覆作业场所的相对湿度。 "捆包材料"一栏中表示的是在恒溫?恒湿槽中保管时的捆包袋。"保管溫度"一栏中表示的 是恒溫?恒湿槽的溫度。"保管湿度"一栏中表示的是恒溫?恒湿槽的相对湿度。"氧化膜 厚"一栏中表示的是利用从俄歇电子能谱分析得到的深度分布求得的、焊料锻覆表面的氧 化膜的厚度(n = 5的平均值）。"接合力"一栏中表示的是通过90°剥离试验，对铜板和太阳能 电池用导线进行拉伸，测试使用多大的拉伸力进行拉伸时使接合剥离的结果，O表示拉伸 力在IONW上，X表示拉伸力小于10N。
[0100] 如表2所示，"接合力"的评价结果为，相对于氧化膜厚在7nmW下的实施例1、2、3、 4、5、6W及7的接合力优异，氧化膜厚大于7nm的比较例1、2W及3的接合力较差。
[0101] 如W上所述，从实施例1、2、3、4、5、6W及7还有比较例1、2W及3的评价结果可知， 本实施方式设及的太阳能电池用导线10有优异的接合强度。
[0102] 符号说明
[0103] 10太阳能电池用导线
[0104] 12带板状导电材料 [01化]13烙融焊料锻覆层。
【主权项】
1. 一种太阳能电池用导线，其特征在于，用于保管后与太阳能电池单元进行接合，在截 面形状为扁平状的带板状导电材料设置有熔融焊料镀覆层， 其中，所述熔融焊料镀覆层表面的氧化膜厚度被控制为7nm以下。2. 根据权利要求1所述的太阳能电池用导线，其中，所述截面形状为扁平状的带板状导 电材料的、与所述太阳能电池单元接合的面和其相反面为平坦面，侧面以凸状膨胀形成。3. 根据权利要求1所述的太阳能电池用导线，其中，所述带板状导电材料由体积电阻率 为50μΩ ·πιπι以下的扁平线形成。4. 根据权利要求1所述的太阳能电池用导线，其中，所述带板状导电材料由Cu、Al、Ag和 Au中的任一种形成。5. 根据权利要求1所述的太阳能电池用导线，其中，所述带板状导电材料由韧铜、低氧 铜、无氧铜、磷脱氧铜和纯度为99.9999%以上的高纯度铜中的任一种形成。6. 根据权利要求1所述的太阳能电池用导线，其中，所述熔融焊料镀覆层由Sn系焊料形 成，或者由使用Sn作为第1成分且含有0.1质量％以上的选自由Pb、In、Bi、Sb、Ag、Zn、N0PCu 所形成的组中的至少一种元素作为第2成分的Sn系焊料合金形成。7. -种太阳能电池的制造方法，其特征在于，将权利要求1所述的太阳能电池用导线通 过其熔融焊料镀覆层的焊料与半导体基板的表面电极和背面电极焊接。
【文档编号】H01L31/18GK106098829SQ201610429438
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2009年11月20日
【发明人】西甫, 远藤裕寿, 高桥健, 黑田洋光, 阿久津裕幸, 沢畠胜宪, 坂东宙, 东谷育, 沖川宽
【申请人】日立金属株式会社