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導(dǎo)電性粘接劑組合物、連接體、太陽能電池模塊及制造方法與流程

文檔序號(hào):11399977閱讀:678來源:國知局
導(dǎo)電性粘接劑組合物、連接體、太陽能電池模塊及制造方法與流程

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2012年1月11日,申請(qǐng)?zhí)枮?01280006298.6,發(fā)明名稱為《導(dǎo)電性粘接劑組合物、連接體及太陽能電池模塊》的中國專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及導(dǎo)電性粘接劑組合物、以及使用其的連接體和太陽能電池模塊。



背景技術(shù):

作為解決日益嚴(yán)重的全球變暖、化石能源枯竭問題的手段,作為使用太陽光的發(fā)電系統(tǒng)的太陽能電池備受矚目?,F(xiàn)在主流的太陽能電池采用的是將在單晶或多晶的si晶片上形成有電極的太陽能電池單元通過配線部件串聯(lián)或并聯(lián)地連接的構(gòu)造。

對(duì)于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接,提出了導(dǎo)電性粘接劑組合物的使用(例如,參照專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1的導(dǎo)電性粘接劑組合物是在熱固性樹脂中混合、分散有以銀粒子為代表的金屬粒子的組合物,主要通過金屬粒子與太陽能電池單元的電極和配線部件物理性接觸而體現(xiàn)電連接。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-243935號(hào)公報(bào)



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明所要解決的課題

然而,將專利文獻(xiàn)1等的導(dǎo)電性粘接劑組合物用于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接時(shí),如果暴露于高溫高濕氣氛下,則有連接特性降低的傾向。

因此,本發(fā)明的目的是,提供在用于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接時(shí),具有良好的導(dǎo)電性,并且在高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)后其導(dǎo)電性的降低也被充分地抑制,賦予良好的連接特性的導(dǎo)電性粘接劑組合物。

進(jìn)一步,本發(fā)明的目的是提供使用上述導(dǎo)電性粘接劑組合物的連接體和太陽能電池模塊。

用于解決課題的方法

本發(fā)明提供一種導(dǎo)電性粘接劑組合物,其為包含(a)含有熔點(diǎn)為220℃以下的金屬的導(dǎo)電性粒子(以下也簡稱為“(a)導(dǎo)電性粒子”)、(b)熱固性樹脂、(c)助熔活性劑及(d)固化催化劑的導(dǎo)電性粘接劑組合物,(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑的反應(yīng)起始溫度為130℃~200℃。根據(jù)所涉及的導(dǎo)電性粘接劑組合物,通過具有上述構(gòu)成,在用于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接時(shí),具有良好的導(dǎo)電性,并且高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)后其導(dǎo)電性的降低也被充分地抑制。

其中,在本說明書中,所謂“熔點(diǎn)”,是指通過例如差示掃描量熱測(cè)定(differentialscanningcalorimetry(dsc))測(cè)定的值。進(jìn)一步,在本說明書中,所謂“高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)”,是指將被測(cè)物在85℃、85%rh的高溫高濕氣氛下暴露1500小時(shí)的試驗(yàn),“%rh”表示相對(duì)濕度。

(a)導(dǎo)電性粒子中的金屬優(yōu)選含有選自由鉍、銦、錫和鋅組成的組中的至少1種成分。由此,能夠在維持良好的導(dǎo)電性的同時(shí),使導(dǎo)電性粒子的熔點(diǎn)降低。

從連接穩(wěn)定性優(yōu)異的觀點(diǎn)出發(fā),(b)熱固性樹脂優(yōu)選含有環(huán)氧樹脂。

(c)助熔活性劑優(yōu)選含有具有羥基和羧基的化合物。

上述導(dǎo)電性粘接劑組合物可適合用于將太陽能電池單元的電極與配線部件電連接。

本發(fā)明還提供一種連接體,其為由多個(gè)太陽能電池單元通過配線部件而連接的連接體,該太陽能電池單元的電極與配線部件通過上述導(dǎo)電性粘接劑組合物而連接。

本發(fā)明還提供一種太陽能電池模塊的制造方法,其具備如下工序:在太陽能電池單元的電極上涂布上述導(dǎo)電性粘接劑組合物的工序,以相對(duì)的方式配置涂布有上述導(dǎo)電性粘接劑組合物的電極與配線部件的工序,在太陽能電池單元的受光面上將密封部件和透光部件依次層疊的工序,在太陽能電池單元的與受光面相反側(cè)的面上將密封部件和保護(hù)部件依次層疊的工序,以及通過將所得到的層疊體加熱而將太陽能電池單元與配線部件電連接并粘接、同時(shí)將太陽能電池單元密封的工序。

本發(fā)明進(jìn)一步提供一種太陽能電池模塊,其通過上述導(dǎo)電性粘接劑組合物而將多個(gè)太陽能電池單元的電極與配線部件電連接。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明,可提供在用于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接時(shí),具有良好的導(dǎo)電性,并且高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)后其導(dǎo)電性的降低也被充分地抑制的導(dǎo)電性粘接劑組合物。此外,通過使用本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑組合物,一次性地進(jìn)行太陽能電池單元與配線部件的連接、粘接及太陽能電池單元的密封變得容易,與迄今為止的太陽能電池模塊的制造工序相比,可通過工序縮短和生產(chǎn)率的提高而實(shí)現(xiàn)低成本化。

附圖說明

圖1是用于表示(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑的反應(yīng)起始溫度的dsc圖表的示意圖。

圖2是表示本發(fā)明所涉及的太陽能電池模塊的主要部分的示意圖。

圖3是用于說明本發(fā)明所涉及的太陽能電池模塊的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的圖。

圖4是表示用x射線透射裝置觀察太陽能電池模塊的表面電極與配線部件之間的導(dǎo)電性粘接劑組合物中的金屬的熔合狀態(tài)所得圖像的圖。

具體實(shí)施方式

以下,一邊參照附圖一邊對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)地進(jìn)行說明。其中,在附圖中,對(duì)相同或相當(dāng)部分給予相同的符號(hào),省略重復(fù)的說明。

本發(fā)明的導(dǎo)電性粘接劑組合物包含(a)導(dǎo)電性粒子、(b)熱固性樹脂、(c)助熔活性劑及(d)固化催化劑。

作為(a)導(dǎo)電性粒子,可使用含有熔點(diǎn)為220℃以下的金屬的物質(zhì),優(yōu)選含有熔點(diǎn)為180℃以下的金屬的物質(zhì),更優(yōu)選含有熔點(diǎn)為150℃以下的金屬的物質(zhì)。(a)導(dǎo)電性粒子中金屬的熔點(diǎn)的下限沒有特殊限制,為100℃左右??梢哉J(rèn)為,如果在導(dǎo)電性粘接劑組合物中使用這樣的導(dǎo)電性粒子,則在較低的溫度下熔融而熔合,即,熔融的多個(gè)(a)導(dǎo)電性粒子聚集而一體化,該成為一體的熔合體為將直接對(duì)象物電連接的物質(zhì)。

考慮到對(duì)環(huán)境的友好性,(a)導(dǎo)電性粒子中的金屬優(yōu)選由除了鉛以外的金屬構(gòu)成。作為這樣的金屬,可列舉例如含有從錫(sn)、鉍(bi)、銦(in)、鋅(zn)等中選擇的至少1種成分的單質(zhì)或合金。這里,從能夠獲得更良好的連接可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),在作為(a)導(dǎo)電性粒子中的金屬整體的熔點(diǎn)為220℃以下的范圍內(nèi),該合金還可含有從鉑(pt)、金(au)、銀(ag)、銅(cu)、鎳(ni)、鈀(pd)、鋁(al)等中選擇的高熔點(diǎn)的成分。

作為構(gòu)成(a)導(dǎo)電性粒子的金屬,具體而言,sn42-bi58焊料(熔點(diǎn)138℃)、sn48-in52焊料(熔點(diǎn)117℃)、sn42-bi57-ag1焊料(熔點(diǎn)139℃)、sn90-ag2-cu0.5-bi7.5焊料(熔點(diǎn)189℃)、sn96-zn8-bi3焊料(熔點(diǎn)190℃)、sn91-zn9焊料(熔點(diǎn)197℃)等由于表現(xiàn)明確的熔解后固化行為而優(yōu)選。所謂固化行為,是指金屬在熔融后冷卻而凝固。其中從獲得容易性、為低熔點(diǎn)的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選使用sn42-bi58焊料。這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。

(a)導(dǎo)電性粒子的平均粒徑?jīng)]有特殊限制,但優(yōu)選為0.1~100μm。如果其平均粒徑小于0.1μm,則存在導(dǎo)電性粘接劑組合物的粘度變高而操作性降低的傾向。此外,如果導(dǎo)電性粒子的平均粒徑超過100μm,則存在印刷性降低并且連接可靠性降低的傾向。從進(jìn)一步使導(dǎo)電性粘接劑組合物的印刷性和操作性良好的觀點(diǎn)出發(fā),其平均粒徑更優(yōu)選為1~50μm。特別地,從使導(dǎo)電性粘接劑組合物的保存穩(wěn)定性和固化物的安裝可靠性進(jìn)一步提高的觀點(diǎn)出發(fā),其平均粒徑進(jìn)一步優(yōu)選為5~30μm。這里,平均粒徑為通過激光衍射、散射法(神岡礦業(yè)試驗(yàn)法no.2)而求得的值。

(a)導(dǎo)電性粒子除了為僅由熔點(diǎn)為220℃以下的金屬構(gòu)成的粒子以外,也可為將由陶瓷、二氧化硅、樹脂材料等金屬以外的固體材料構(gòu)成的粒子的表面以由熔點(diǎn)為220℃以下的金屬構(gòu)成的金屬膜被覆的導(dǎo)電性粒子,還可為它們的混合物。作為這樣的導(dǎo)電性粒子,可列舉例如樹脂芯焊料球。

相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量,導(dǎo)電性粘接劑組合物中(a)導(dǎo)電性粒子的含量優(yōu)選為5~95質(zhì)量%。小于5質(zhì)量%時(shí),存在導(dǎo)電性粘接劑組合物的固化物的導(dǎo)電性降低的傾向。如果超過95質(zhì)量%,則存在導(dǎo)電性粘接劑組合物的粘度變高而操作性降低的傾向,此外,由于導(dǎo)電性粘接劑組合物中的粘接劑成分相對(duì)變少,因此存在固化物的安裝可靠性降低的傾向。

從提高操作性或?qū)щ娦缘挠^點(diǎn)出發(fā),相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量,(a)導(dǎo)電性粒子的含量更優(yōu)選為10~90質(zhì)量%,從提高固化物的安裝可靠性的觀點(diǎn)出發(fā),進(jìn)一步優(yōu)選為15~85質(zhì)量%,特別優(yōu)選為50~85質(zhì)量%。

另外,也可在使用(a)導(dǎo)電性粒子的同時(shí)并用(a1)由熔點(diǎn)比220℃高的金屬構(gòu)成的導(dǎo)電性粒子。作為這樣的熔點(diǎn)比220℃高的金屬,可列舉例如含有從pt、au、ag、cu、ni、pd、al等中選擇的至少1種成分的單質(zhì)或合金,更具體而言,可列舉au粉、ag粉、cu粉、鍍ag的cu粉等。作為市售品,可獲得作為鍍銀銅粉的“ma05k”(日立化成工業(yè)(株)制、商品名)。

在使用(a)導(dǎo)電性粒子的同時(shí)并用(a1)由熔點(diǎn)比220℃高的金屬構(gòu)成的導(dǎo)電性粒子的情況下,其配合比率以重量比計(jì),優(yōu)選(a):(a1)在99:1~50:50的范圍內(nèi),更優(yōu)選在99:1~60:40的范圍內(nèi)。

(b)熱固性樹脂具有粘接被粘接體的作用,并且具有緩和施加于被粘接體的應(yīng)力的作用。所謂被粘接體沒有特殊限制,例如在太陽能電池模塊中表示配線部件和電極。作為這樣的熱固性樹脂,可列舉例如環(huán)氧樹脂、(甲基)丙烯酸樹脂、馬來酰亞胺樹脂及氰酸酯樹脂等熱固性有機(jī)高分子化合物及它們的前體。此處,所謂(甲基)丙烯酸樹脂,表示甲基丙烯酸樹脂和丙烯酸樹脂。其中,優(yōu)選以(甲基)丙烯酸樹脂及馬來酰亞胺樹脂為代表的、具有可聚合的碳-碳雙鍵的化合物,或環(huán)氧樹脂。這些熱固性樹脂不僅耐熱性和粘接性優(yōu)異,而且如果根據(jù)需要溶解或分散于有機(jī)溶劑中,還能以液體的狀態(tài)操作,因此操作性也優(yōu)異。此外,從在溫度循環(huán)試驗(yàn)(tct)中的可靠性和獲得容易性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選使用環(huán)氧樹脂。上述熱固性樹脂可以單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。

作為環(huán)氧樹脂,只要是其1分子中具有2個(gè)以上的環(huán)氧基的化合物,就可不受特殊限制地使用公知的化合物。作為這樣的環(huán)氧樹脂,可列舉例如由雙酚a、雙酚f、雙酚ad等與表氯醇衍生的環(huán)氧樹脂等。

該環(huán)氧樹脂可從市售物獲得。作為其具體例子,可列舉作為雙酚a型環(huán)氧樹脂的aer-x8501(旭化成工業(yè)(株)制、商品名)、r-301(三菱化學(xué)(株)制、商品名)、yl-980(三菱化學(xué)(株)制、商品名),作為雙酚f型環(huán)氧樹脂的ydf-170(東都化成(株)制、商品名)、yl-983(三菱化學(xué)(株)制、商品名),作為雙酚ad型環(huán)氧樹脂的r-1710(三井石油化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名),作為酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的n-730s(大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、quatrex-2010(陶氏化學(xué)(株)制、商品名),作為甲酚酚醛清漆型環(huán)氧樹脂的ydcn-702s(東都化成(株)制、商品名)、eocn-100(日本化藥(株)制、商品名),作為多官能環(huán)氧樹脂的eppn-501(日本化藥公司制、商品名)、tactix-742(陶氏化學(xué)(株)制、商品名)、vg-3010(三井石油化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、1032s(三菱化學(xué)(株)制、商品名),作為具有萘骨架的環(huán)氧樹脂的hp-4032(大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名),作為脂環(huán)式環(huán)氧樹脂的ehpe-3150、cel-3000(均為大賽璐化學(xué)工業(yè)公司制、商品名)、dme-100(新日本理化(株)制、商品名)、ex-216l(長瀨化成工業(yè)(株)制、商品名),作為脂肪族環(huán)氧樹脂的w-100(新日本理化(株)制、商品名),作為胺型環(huán)氧樹脂的elm-100(住友化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、yh-434l(東都化成(株)制、商品名)、tetrad-x、tetrad-c(均為三菱瓦斯化學(xué)(株)制、商品名)、630、630lsd(均為三菱化學(xué)(株)制、商品名),作為間苯二酚型環(huán)氧樹脂的denacolex-201(長瀨化成工業(yè)(株)制、商品名),作為新戊二醇型環(huán)氧樹脂的denacolex-211(長瀨化成工業(yè)(株)制、商品名),作為己二醇二縮水甘油醚(ヘキサンディネルグリコール)型環(huán)氧樹脂的denacolex-212(長瀨化成工業(yè)(株)制、商品名),作為乙二醇·丙二醇型環(huán)氧樹脂的denacolex系列(ex-810、811、850、851、821、830、832、841、861(任一個(gè)都為長瀨化成工業(yè)(株)制、商品名))、下述通式(i)所表示的環(huán)氧樹脂e-xl-24、e-xl-3l(均為三井化學(xué)(株)制、商品名)。這些環(huán)氧樹脂之中,特別優(yōu)選離子性雜質(zhì)少且反應(yīng)性優(yōu)異的雙酚a型環(huán)氧樹脂、雙酚f型環(huán)氧樹脂、雙酚ad型環(huán)氧樹脂、胺型環(huán)氧樹脂。

[化學(xué)式1]

其中,在式(i)中,k表示1~5的整數(shù)。

上述環(huán)氧樹脂可單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。

含有環(huán)氧樹脂作為(b)熱固性樹脂時(shí),還可進(jìn)一步含有1分子中僅有1個(gè)環(huán)氧基的環(huán)氧化合物作為反應(yīng)性稀釋劑。那樣的環(huán)氧化合物可作為市售品而獲得,作為其具體例子,可列舉例如pge(日本化藥(株)制、商品名)、pp-101(東都化成(株)制、商品名)、ed-502、ed-509、ed-509s(旭電化工業(yè)(株)制、商品名)、yed-122(油化殼牌環(huán)氧(株)制、商品名)、kbm-403(信越化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、tsl-8350、tsl-8355、tsl-9905(東芝有機(jī)硅(株)制、商品名)。這些物質(zhì)可以單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。

在導(dǎo)電性粘接劑組合物中配合反應(yīng)性稀釋劑時(shí),配合比例只要是在不阻礙本發(fā)明所帶來的效果的范圍內(nèi)即可,相對(duì)于上述環(huán)氧樹脂的總量,優(yōu)選為0.1~30質(zhì)量%。

(甲基)丙烯酸樹脂由具有可聚合的碳-碳雙鍵的化合物構(gòu)成。作為所涉及的化合物,可列舉例如單丙烯酸酯化合物、單甲基丙烯酸酯化合物、二丙烯酸酯化合物、及二甲基丙烯酸酯化合物。

作為單丙烯酸酯化合物,可列舉例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸戊酯、丙烯酸異戊酯、丙烯酸己酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、丙烯酸異癸酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸十六烷基酯、丙烯酸十八烷基酯、丙烯酸異十八烷基酯、丙烯酸環(huán)己酯、丙烯酸異冰片酯、二乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇丙烯酸酯、聚丙二醇丙烯酸酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、丙烯酸-2-丁氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸二環(huán)戊烯氧基乙酯、丙烯酸-2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯、丙烯酸-2-苯甲酰氧基乙酯、丙烯酸-2-羥基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸芐酯、丙烯酸-2-氰基乙酯、γ-丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷、丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸二甲基氨基乙酯、丙烯酸二乙基氨基乙酯、丙烯酰氧基乙基磷酸酯以及丙烯酰氧基乙基苯基酸式磷酸酯。

作為單甲基丙烯酸酯化合物,可列舉例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸戊酯、甲基丙烯酸異戊酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸庚酯、甲基丙烯酸辛酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸壬酯、甲基丙烯酸癸酯、甲基丙烯酸異癸酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸硬脂酯、甲基丙烯酸異硬脂酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸異冰片酯、二乙二醇甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚丙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-丁氧基乙酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸二環(huán)戊烯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-苯甲酰氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-羥基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸芐酯、甲基丙烯酸-2-氰基乙酯、γ-甲基丙烯酰氧乙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯、甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯及甲基丙烯酰氧基乙基苯基酸式磷酸酯。

作為二丙烯酸酯化合物,可列舉例如乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、雙酚a、雙酚f或雙酚ad1摩爾與丙烯酸縮水甘油酯2摩爾的反應(yīng)物、雙酚a、雙酚f或雙酚ad的聚環(huán)氧乙烷加成物的二丙烯酸酯、雙酚a、雙酚f或雙酚ad的聚環(huán)氧丙烷加成物的二丙烯酸酯、二(丙烯酰氧丙基)聚二甲基硅氧烷及二(丙烯酰氧丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。

作為二甲基丙烯酸酯化合物,可列舉例如乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、雙酚a、雙酚f或雙酚ad1摩爾與甲基丙烯酸縮水甘油酯2摩爾的反應(yīng)物、雙酚a、雙酚f或雙酚ad的聚環(huán)氧乙烷加成物的二甲基丙烯酸酯、雙酚f或雙酚ad的聚環(huán)氧丙烷加成物、二(甲基丙烯酰氧基丙基)聚二甲基硅氧烷及二(甲基丙烯酰氧基丙基)甲基硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物。

這些化合物可單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。此外,在含有(甲基)丙烯酸樹脂作為熱固性樹脂時(shí),也可將這些化合物預(yù)先聚合后而使用,此外,還可將這些化合物與(a)導(dǎo)電性粒子、(c)助熔活性劑等一起混合,在混合的同時(shí)進(jìn)行聚合。這些分子中具有可聚合的碳-碳雙鍵的化合物可單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。在使用將前述化合物預(yù)先聚合所得的(甲基)丙烯酸樹脂時(shí),從熱固化的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選包含在(甲基)丙烯酸樹脂的側(cè)鏈上具有環(huán)氧基或碳-碳雙鍵的基團(tuán)。

作為(甲基)丙烯酸樹脂,可使用市售物。作為其具體例子,可列舉作為側(cè)鏈上具有環(huán)氧基的(甲基)丙烯酸樹脂的finedica-261(大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、finedica-229-30(大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)。

相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量,導(dǎo)電性粘接劑組合物中(b)熱固性樹脂的含量優(yōu)選為1~60質(zhì)量%,更優(yōu)選為5~40質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為10~30質(zhì)量%。

(c)助熔活性劑是表現(xiàn)除去在(a)導(dǎo)電性粒子的表面上形成的氧化膜的能力的物質(zhì)。通過使用這樣的助熔活性劑,成為(a)導(dǎo)電性粒子的熔融和熔合的障礙的氧化膜被除去。(c)助熔活性劑只要是不阻礙(b)熱固性樹脂的固化反應(yīng)的化合物就可沒有特殊限制地使用公知的化合物。

作為(c)助熔活性劑,可列舉例如松香系樹脂,分子內(nèi)含有羧基、酚羥基或醇羥基的化合物,2,4-二乙基戊二酸、2,2-二乙基戊二酸、3-甲基戊二酸、2-乙基-3-丙基戊二酸、2,5-二乙基己二酸等側(cè)鏈上具有烷基的二元酸。其中,從表現(xiàn)良好的助焊活性、并且表現(xiàn)與能夠作為(b)熱固性樹脂而使用的環(huán)氧樹脂的良好反應(yīng)性的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選分子內(nèi)含有羥基和羧基的化合物,特別優(yōu)選脂肪族二羥基羧酸。具體而言,優(yōu)選下述通式(v)所表示的化合物或酒石酸。

[化學(xué)式2]

這里,式(v)中,r5表示碳原子數(shù)1~5的烷基,從更有效地發(fā)揮使用通式(v)所表示的化合物而帶來的效果的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選為甲基、乙基或丙基。此外,n和m各自獨(dú)立地表示0~5的整數(shù),從更有效地發(fā)揮使用通式(v)所表示的化合物而帶來的效果的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選n為0且m為1、或n和m兩方為1。

作為上述通式(v)所表示的化合物,可列舉例如2,2-二(羥甲基)丙酸、2,2-二(羥甲基)丁酸、2,2-二(羥甲基)戊酸等。

從更有效地發(fā)揮本發(fā)明所帶來的上述效果的觀點(diǎn)出發(fā),相對(duì)于(a)導(dǎo)電性粒子的總量100質(zhì)量份,(c)助熔活性劑的含量優(yōu)選為0.5~20質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.5~15質(zhì)量份。進(jìn)一步,從保存穩(wěn)定性、導(dǎo)電性的觀點(diǎn)出發(fā),更優(yōu)選為1~10質(zhì)量份。上述助熔活性劑的含量小于0.5質(zhì)量份時(shí),存在(a)導(dǎo)電性粒子中金屬的熔融性降低而導(dǎo)電性降低的傾向,超過20質(zhì)量份時(shí),存在保存穩(wěn)定性、印刷性降低的傾向。

(d)固化催化劑具有促進(jìn)(b)熱固性樹脂的固化的效果。(b)熱固性樹脂為環(huán)氧樹脂時(shí),作為(d)固化催化劑,從在期望的固化溫度下的固化性、可用時(shí)間的長度、固化物的耐熱性等觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選咪唑系化合物。作為市售品,可列舉作為咪唑系化合物的2p4mhz-pw(2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑)、2phz-pw(2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑)、c11z-cn(1-氰乙基-2-十一烷基咪唑)、2e4mz-cn(1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑)、2pz-cn(1-氰乙基-2-苯基咪唑)、2mz-a(2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪)、2e4mz-a(2,4-二氨基-6-[2’-乙基-4’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪)、2maok-pw(2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物)(任一種均為四國化成(株)制、商品名)等。這些固化催化劑可單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。

(b)熱固性樹脂為(甲基)丙烯酸樹脂時(shí),作為(d)固化催化劑,可列舉自由基聚合引發(fā)劑。從有效地抑制孔隙(void)的觀點(diǎn)等出發(fā),自由基聚合引發(fā)劑優(yōu)選為有機(jī)過氧化物。此外,從提高粘接劑成分的固化性和粘度穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā),有機(jī)過氧化物優(yōu)選其分解溫度為130℃~200℃。

作為自由基聚合引發(fā)劑,可使用通常所用的物質(zhì),作為其例子,可列舉過氧化苯甲酰、叔丁基過氧化-2-乙基己酸酯等過氧化物、偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈等偶氮化合物等。

相對(duì)于100質(zhì)量份環(huán)氧樹脂,(d)固化催化劑優(yōu)選為0.01~90質(zhì)量份,更優(yōu)選為0.1~50質(zhì)量份。如果該(d)固化催化劑的含量為小于0.01質(zhì)量份,則存在固化性降低的傾向,如果超過90質(zhì)量份,則存在粘度增大而操作導(dǎo)電性粘接劑組合物時(shí)的操作性降低的傾向。

(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑的反應(yīng)起始溫度為130~200℃。(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑的反應(yīng)起始溫度是指不使用溶劑而將(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑以與導(dǎo)電性粘合劑組合物中的配合比相同的配合比配合,通過dsc測(cè)定進(jìn)行升溫時(shí)的固化放熱反應(yīng)開始的溫度。使用dsc用密閉容器,在氮?dú)鈿夥障乱陨郎厮俣?0℃/分鐘升溫至30~250℃進(jìn)行測(cè)定時(shí),得到圖1所示那樣的dsc圖表。從所得的dsc圖表求放熱峰的上升溫度(dsc初始(onset)溫度),將其作為反應(yīng)起始溫度。這里,將對(duì)應(yīng)于dsc圖表的通過放熱峰上升的點(diǎn)(p1)的基線(l1)的延長線與針對(duì)從放熱峰上升的點(diǎn)(p1)到放熱峰點(diǎn)(p2)之間的dsc曲線的拐點(diǎn)的切線(l2)的交點(diǎn)的溫度作為初始溫度。

此外,(b)熱固性樹脂與(d)固化催化劑的反應(yīng)起始溫度為130℃~200℃,更優(yōu)選為140℃~190℃,進(jìn)一步優(yōu)選為140~180℃。如果該反應(yīng)起始溫度小于130℃,則存在妨礙(a)導(dǎo)電性粒子的熔融和熔合的傾向。特別是在制造太陽能電池模塊時(shí)的加熱工序中到達(dá)設(shè)定溫度的到達(dá)時(shí)間晚的情況下,如果反應(yīng)起始溫度小于130℃,則熱固性樹脂的固化會(huì)在(a)導(dǎo)電性粒子的金屬的熔融和熔合發(fā)生之前進(jìn)行,因此,會(huì)妨礙導(dǎo)電性粒子的熔融和熔合。另一方面,如果反應(yīng)起始溫度超過200℃,則加熱時(shí)熱固性樹脂的固化性降低,熱固性樹脂達(dá)到完全固化的時(shí)間顯著增加。在熱固性樹脂沒有完全固化的情況下,有可能產(chǎn)生與被粘接體的粘接強(qiáng)度降低的問題。

除了上述各成分以外,根據(jù)需要,導(dǎo)電性粘接劑組合物也可含有選自由用于緩和應(yīng)力的撓性劑、用于提高操作性的稀釋劑、粘接力提高劑、潤濕性提高劑及消泡劑組成的組中的1種以上添加劑。此外,除了這些成分以外,在不阻礙本發(fā)明所帶來的效果的范圍內(nèi),還可含有各種添加劑。

為了提高粘接力,導(dǎo)電性粘接劑組合物也可含有硅烷偶聯(lián)劑、鈦偶聯(lián)劑等偶聯(lián)劑。作為硅烷偶聯(lián)劑,可列舉例如信越化學(xué)公司制、商品名“kbm-573”等。此外,為了提高潤濕性,在導(dǎo)電性粘接劑組合物中還可含有陰離子系表面活性劑、氟系表面活性劑等。進(jìn)一步,導(dǎo)電性粘接劑組合物還可含有硅油等作為消泡劑。上述添加劑可各自單獨(dú)使用1種或組合2種以上而使用。在含有這些物質(zhì)的情況下,相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量,優(yōu)選含0.1~10質(zhì)量%。

例如,作為撓性劑,可列舉液態(tài)聚丁二烯(宇部興產(chǎn)(株)制、商品名“ctbn-1300×31”、“ctbn-1300×9”,日本曹達(dá)(株)制、商品名“nisso-pb-c-2000”)。在含有撓性劑的情況下,相對(duì)于(b)熱固性樹脂的總量100質(zhì)量份,其含量優(yōu)選為0.1~500質(zhì)量份。

此外,在導(dǎo)電性粘接劑組合物中,為了使制作糊劑組合物時(shí)的操作性和使用時(shí)的涂布操作性更良好,可根據(jù)需要添加有機(jī)溶劑。作為這樣的有機(jī)溶劑,優(yōu)選丁基溶纖劑、卡必醇、丁基溶纖劑乙酸酯、卡必醇乙酸酯、二丙二醇單甲醚、乙二醇二乙醚、α-松油醇等沸點(diǎn)較高的有機(jī)溶劑。含有這些有機(jī)溶劑時(shí),相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量,優(yōu)選含有0.1~30質(zhì)量%。

導(dǎo)電性粘接劑組合物還可含有填料。作為填料,可列舉例如丙烯酸橡膠、聚苯乙烯等聚合物粒子、金剛石、氮化硼、氮化鋁、氧化鋁、二氧化硅等無機(jī)粒子。這些填料可以單獨(dú)使用1種或混合2種以上而使用。

在使用環(huán)氧樹脂作為(b)熱固性樹脂時(shí),本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物可進(jìn)一步含有固化劑,但從保存穩(wěn)定性及固化時(shí)間的觀點(diǎn)出發(fā),優(yōu)選實(shí)質(zhì)性不含。所謂實(shí)質(zhì)性,是指相對(duì)于導(dǎo)電性粘接劑組合物的總量為0.5質(zhì)量%以下。

所謂固化劑,是具有與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基反應(yīng)的官能團(tuán)的化合物,可列舉例如作為苯酚酚醛清漆樹脂的h-1(明和化成(株)制、商品名)、vr-9300(三井東壓化學(xué)(株)制、商品名)、作為苯酚芳烷基樹脂的xl-225(三井東壓化學(xué)(株)制、商品名)、作為下述通式(ii)所表示的對(duì)甲酚酚醛清漆樹脂的mtpc(本州化學(xué)工業(yè)(株)制、商品名)、作為烯丙基化苯酚酚醛清漆樹脂的al-vr-9300(三井東壓化學(xué)(株)制、商品名)、作為下述通式(iii)所表示的特殊酚醛樹脂的pp-700-300(日本石油化學(xué)(株)制、商品名)、作為下述通式(iv)所表示的二元酸二酰肼的adh、pdh、sdh(任一種均為日本hydrazine(株)制、商品名)、作為由環(huán)氧樹脂和胺化合物的反應(yīng)物形成的微膠囊型固化劑的novacure(旭化成工業(yè)(株)制、商品名)。

[化學(xué)式3]

式(ii)中,r1各自獨(dú)立地表示1價(jià)的烴基,優(yōu)選甲基或烯丙基,q表示1~5的整數(shù)。

[化學(xué)式4]

式(iii)中,r2表示烷基,優(yōu)選甲基或乙基,r3表示氫原子或1價(jià)的烴基,p表示2~4的整數(shù)。

[化學(xué)式5]

式(iv)中,r4表示2價(jià)的芳香族基或碳原子數(shù)1~12的直鏈或者支鏈的亞烷基,優(yōu)選間亞苯基或?qū)啽交?/p>

從更有效地發(fā)揮上述效果的觀點(diǎn)出發(fā),以導(dǎo)電性粘接劑組合物中的固體成分比(質(zhì)量比)計(jì),本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物中(a)導(dǎo)電性粒子以外的成分(以下,稱為“粘接劑成分”)相對(duì)于(a)導(dǎo)電性粒子的配合比率(粘接劑成分/導(dǎo)電性粒子)優(yōu)選為5/95~50/50。進(jìn)一步,從粘接性、導(dǎo)電性以及操作性的觀點(diǎn)出發(fā),上述配合比更優(yōu)選為10/90~30/70。如果該配合比率小于5/95,則存在粘接劑組合物的粘度變高而難以確保操作性、或粘接力降低的傾向。如果該配合比率低于50/50,則存在導(dǎo)電性降低的傾向。

本實(shí)施方式中,上述各成分可任意組合各自所例示的物質(zhì)。

本實(shí)施方式所涉及的導(dǎo)電性粘接劑組合物可如下獲得:將上述各成分一次性或分為多次地,根據(jù)需要進(jìn)行加熱并混合、溶解、解?;鞜捇蚍稚?,從而制成各成分均勻分散的糊狀物。作為此時(shí)所用的分散·溶解裝置,可列舉公知的攪拌器、混砂機(jī)、三輥研磨機(jī)、行星式混合器等。

根據(jù)以上說明的本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物,可具有良好的導(dǎo)電性,且高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)后也可兼顧規(guī)定的粘接力和導(dǎo)電性。進(jìn)一步,本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物可用于使太陽能電池單元的電極與配線部件電連接,可以不管加熱工序時(shí)的溫度上升速度而賦予良好的連接特性。

接著,用圖2對(duì)使用上述本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物制造的太陽能電池模塊的一個(gè)例子進(jìn)行說明。

圖2是表示太陽能電池模塊的主要部分的示意圖,顯示了多個(gè)太陽能電池單元相互進(jìn)行配線連接的結(jié)構(gòu)的概略。圖2(a)表示太陽能電池單元的表面?zhèn)?,圖2(b)表示背面(與受光面相反側(cè)的面)側(cè),圖2(c)表示側(cè)面?zhèn)取?/p>

如圖2(a)~(c)所示,太陽能電池模塊100通過配線部件4相互連接有多個(gè)太陽能電池單元20,太陽能電池單元20分別在半導(dǎo)體晶片6的表面?zhèn)刃纬捎袞烹姌O7和母線電極(表面電極)3a、在背面?zhèn)刃纬捎斜趁骐姌O8和母線電極(表面電極)3b。通過上述本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物10,配線部件4其一端與太陽能電池單元表面的母線電極3a、另一端與母線電極3b分別串聯(lián)連接。

圖3是用于說明本實(shí)施方式的太陽能電池模塊的制造方法的一個(gè)實(shí)施方式的圖。

本實(shí)施方式的太陽能電池模塊例如可通過包含如下工序的制造方法來制造:通過導(dǎo)電性粘接劑組合物10,以相對(duì)的方式配置配線部件4與母線電極3a和3b,從而制作連接體30的工序;在連接體30的兩面層疊密封部件2的工序;在太陽能電池單元20的受光面?zhèn)鹊拿芊獠考?上層疊透光部件1、在太陽能電池單元20的背面的密封部件2上層疊背板5(保護(hù)膜)的工序;以及將所得到的層疊體以140~220℃的溫度(優(yōu)選(a)導(dǎo)電性粒子中的金屬的熔點(diǎn)以上的溫度)在0.1~0.3mpa的壓力下加熱壓接1~30分鐘的工序。此外,此時(shí),從例如密封部件的耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā),到達(dá)設(shè)定溫度的到達(dá)時(shí)間優(yōu)選140℃到達(dá)時(shí)間為1~12分鐘。在該加熱壓接工序中,可以在進(jìn)行太陽能電池單元20的母線電極3a和3b與配線部件4之間的電連接以及通過熱固性樹脂的固化而粘接的同時(shí),進(jìn)行太陽能電池單元20的密封,一次性地制造太陽能電池模塊。

作為使導(dǎo)電性粘接劑組合物10介于母線電極3a或3b與配線部件4之間的方法,可列舉例如通過分配法、絲網(wǎng)印刷法、沖壓法等在母線電極3a和3b或配線部件4上涂布導(dǎo)電性粘接劑組合物10的方法。之后,通過導(dǎo)電性粘接劑組合物10,以相對(duì)的方式配置配線部件4與母線電極3a和3b,從而可得到連接體30。

除了這些制造方法以外,也可在通過導(dǎo)電性粘接劑組合物10以相對(duì)的方式配置配線部件4與太陽能電池單元20的母線電極3a和3b后,以140~210℃的溫度(優(yōu)選(a)導(dǎo)電粒子的熔點(diǎn)以上的溫度)在0.1~6.0mpa的壓力下加熱壓接1~30分鐘,從而進(jìn)行太陽能電池單元20的母線電極3a和3b與配線部件4的電連接、進(jìn)行暫時(shí)壓接。通過進(jìn)行暫時(shí)壓接,可進(jìn)行太陽能電池單元20與配線部件4的連接,因此,連接體30變得容易操作,制造太陽能電池模塊時(shí)的操作性提高。

在進(jìn)行了暫時(shí)壓接的情況下,可以通過在得到的連接體30的兩面配置密封部件2,在太陽能電池單元20的受光面?zhèn)鹊拿芊獠考?上配置透光部件1,在太陽能電池單元20的背面的密封部件2上配置背板5(保護(hù)膜),并將所得到的層疊體以140~180℃的溫度在0.1~6mpa的壓力下加熱壓接1~30分鐘,將太陽能電池單元20密封,從而制造太陽能電池模塊。

作為透光部件1,可使用玻璃板。作為玻璃板,可列舉例如帶太陽能電池用壓形的白板強(qiáng)化玻璃等。作為密封部件2,可列舉乙烯·醋酸乙烯共聚樹脂(eva)、使用聚乙烯縮丁醛的密封樹脂。作為配線部件4,可列舉例如在銅線上浸漬或鍍有焊料的tab線。作為背板5,可列舉pet系或tedlar-pet層疊材料、金屬箔-pet層疊材料等。

在使用塑料基板上形成有金屬配線的膜狀配線基板時(shí),本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物也可通過上述工序與太陽能電池單元的電極進(jìn)行連接。

此外,本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物也可在背面電極型(背接觸(backcontact)型)太陽能電池單元的電極與配線部件的連接中使用。這種情況下,首先,在配線基板的電極上或太陽能電池單元的背面電極上涂布本實(shí)施方式的導(dǎo)電性粘接劑組合物。接著,在配線基板上層疊配線基板的電極部(導(dǎo)電性粘接劑組合物涂布部)被剜掉的密封部件,在其上,以太陽能電池單元的背面電極與配線基板的電極部通過導(dǎo)電性粘接劑組合物連接的方式配置太陽能電池單元。進(jìn)一步在該太陽能電池單元的受光面上配置密封部件和透光部件,在太陽能電池單元的背面?zhèn)扰渲帽嘲?,通過將該太陽能電池模塊加熱壓接,可一次性進(jìn)行太陽能電池單元的背面電極與配線基板的電極的連接和粘接、以及太陽能電池單元的密封工序。作為透光部件和密封部件,可使用上述太陽能電池模塊的制造方法中所列舉的材料。

實(shí)施例

以下,通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明,但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。另外,實(shí)施例和比較例中所用的材料是通過下述方法制作或者獲得的材料。

[實(shí)施例1]

混合25.2質(zhì)量份yl980(三菱化學(xué)(株)制、雙酚a型環(huán)氧樹脂的商品名)、1.3質(zhì)量份2phz-pw(四國化成(株)制、2-苯基-4,5-二羥甲基咪唑的商品名)、以及3.5質(zhì)量份bhpa(2,2-二(羥甲基)丙酸),3次通過三輥研磨機(jī),從而調(diào)制粘接劑成分。

接著,對(duì)于30質(zhì)量份上述粘接劑成分,加入70質(zhì)量份作為導(dǎo)電性粒子的sn42-bi58粒子(平均粒徑20μm、三井金屬(株)制、熔點(diǎn):138℃),用行星式混合器進(jìn)行攪拌,在500pa以下進(jìn)行10分鐘脫泡處理,從而得到導(dǎo)電性粘接劑組合物。

[實(shí)施例2~6、比較例1~5]

如上所述,除了設(shè)為表1和表2所示組成以外,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行,得到實(shí)施例2~6及比較例1~5的導(dǎo)電性粘接劑組合物。此外,表1和表2中各材料的配合比例的單位為質(zhì)量份。

ydf-170:雙酚f型環(huán)氧樹脂、東都化成(株)制

sn42-bi57-ag1焊料:三井金屬(株)制、熔點(diǎn)139℃

sn96.5-ag3-cu0.5焊料:三井金屬(株)制、熔點(diǎn)217℃

sn99.3-cu0.7焊料:227℃

2pz-cn:1-氰乙基-2-苯基咪唑、四國化成(株)制

2maok-pw:2,4-二氨基-6-[2’-甲基咪唑基-(1’)]-乙基-s-三嗪異氰脲酸加成物、四國化成(株)制

c11z-cn:1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、四國化成(株)制

2p4mhz-pw:2-苯基-4-甲基-5-羥甲基咪唑、四國化成(株)制

2mz-h(huán):2-甲基咪唑、四國化成(株)制

2pz:2-苯基咪唑、四國化成(株)制

2p4mz:2-苯基-4-甲基咪唑、四國化成(株)制

用下述方法測(cè)定實(shí)施例1~6及比較例1~5所涉及的熱固性樹脂與固化催化劑的反應(yīng)起始溫度,將其結(jié)果示于表1和表2。

[反應(yīng)起始溫度測(cè)定]

混合25.2質(zhì)量份實(shí)施例1~6及比較例1~5所涉及的熱固性樹脂與1.3質(zhì)量份固化催化劑,3次通過三輥研磨機(jī)而調(diào)制反應(yīng)起始溫度測(cè)定用組合物。在差示掃描量熱儀(dsc)的樣品容器中稱量2.0mg所得到的反應(yīng)起始溫度測(cè)定用組合物,通過dsc測(cè)定圖示固化放熱行為,從而求得反應(yīng)起始溫度。關(guān)于dsc測(cè)定,用perkinelmer公司制dsc(pyris1dsc)在密閉容器、氮?dú)鈿夥障?,以升溫速?0℃/分鐘升溫至30~250℃進(jìn)行測(cè)定。從得到的dsc圖表求固化放熱峰的上升溫度(dsc初始),將其作為反應(yīng)起始溫度。

用下述方法測(cè)定上述實(shí)施例1~6、比較例1~5所涉及的導(dǎo)電性粘接劑組合物的特性。將其結(jié)果示于表1和2。

用金屬掩模(厚度100μm、開口尺寸1.2mm×125mm)將所得的導(dǎo)電性粘接劑組合物印刷在太陽能電池單元(125mm×125mm、厚度210μm)的受光面上所形成的表面電極(材質(zhì):銀玻璃糊、2mm×125mm)上,在印刷的導(dǎo)電性粘接劑組合物上配置焊料被覆tab線(タブ線)(日立電線公司制、商品名:a-tps)作為配線部件。對(duì)太陽能電池單元背面的電極進(jìn)行同樣的處理,配置焊料被覆tab線。其后,在太陽能電池單元背面層疊密封樹脂(三井化學(xué)fabro(株)制、商品名:solarevasc50b)、保護(hù)膜((株)小林制、商品名:kobatechpv),在太陽能電池單元表面的受光面層疊密封樹脂(三井化學(xué)fabro(株)制、solarevasc50b)、玻璃(200×200×3mm)。以玻璃與真空層壓機(jī)((株)npc制、商品名:lm-50×50-s)的熱板側(cè)相接的方式搭載所得到的層疊體,在0.1mpa減壓下放置5分鐘后,在釋放真空層壓機(jī)的真空的狀態(tài)下,以140℃加熱10分鐘從而制作太陽能電池模塊。此時(shí),到達(dá)140℃的時(shí)間為8分鐘。

[金屬熔合狀態(tài)評(píng)價(jià)]

用x射線透射裝置(島津制作所制微焦(micro-focus)x射線透視裝置smx-1000)觀察上述工序所得的太陽能電池模塊的表面電極與配線部件之間的導(dǎo)電性粘接劑組合物中金屬的熔合狀態(tài)。將導(dǎo)電性粒子熔合的狀態(tài)評(píng)價(jià)為a,將存在一部分未熔合粒子的狀態(tài)評(píng)價(jià)為b,將導(dǎo)電性粒子未熔合的狀態(tài)評(píng)價(jià)為c。將其結(jié)果示于表1、2。

圖4是表示關(guān)于評(píng)價(jià)結(jié)果分別為a、b、c的金屬的熔合狀態(tài)的x射線透射裝置圖像的圖。關(guān)于導(dǎo)電性粒子未熔合的狀態(tài)(非熔合),如圖4的c所示,在x射線透射裝置圖像中可觀察到黑色粒狀的金屬粒子。此外,導(dǎo)電性粒子熔合的狀態(tài),如圖4的a所示,未觀察到非熔合時(shí)所見的黑色粒狀的金屬粒子,可以看到導(dǎo)電性粒子已熔融的塊狀金屬熔合體成為一面黑色的陰影。

[高溫高濕試驗(yàn)]

用太陽模擬器(wacom電創(chuàng)公司制、商品名:wxs-155s-10、am:1.5g)測(cè)定得到的太陽能電池模塊的iv曲線。此外,將太陽能電池模塊在85℃、85%rh的高溫高濕氣氛下靜置1500小時(shí)后,同樣地測(cè)定iv曲線。從各iv曲線分別導(dǎo)出表示太陽能電池的電特性的曲線因子(fillfactor、以下簡稱為f.f),將在高溫高濕氣氛下靜置之前的f.f與在高溫高濕條件下靜置之后的f.f的變化率[f.f(1500h)*100/f.f(0h)]設(shè)為δf.f,將其用作評(píng)價(jià)指標(biāo)。另外,一般地,如果δf.f的值為95%以上,則判斷為連接可靠性良好。將所得的一系列結(jié)果示于表1、2。

[伴隨140℃到達(dá)時(shí)間的變化的金屬熔合狀態(tài)評(píng)價(jià)]

通過與上述同樣的工序,將用真空層壓機(jī)加熱時(shí)的140℃到達(dá)時(shí)間改變?yōu)?0分鐘、12分鐘,用x射線透射裝置(島津制作所制微焦x射線透視裝置smx-1000)觀察得到的太陽能電池模塊的表面電極與配線部件之間的導(dǎo)電性粘接劑組合物中金屬的熔合狀態(tài)。用與上述同樣的方法進(jìn)行金屬熔合狀態(tài)的評(píng)價(jià)。將其結(jié)果示于表1、2。

[表1]

[表2]

實(shí)施例1~6的導(dǎo)電性粘接劑組合物任一種均顯示良好的金屬熔合狀態(tài)及δf.f(%)。另一方面,比較例1~5中金屬粒子的一部分未熔合或金屬粒子未熔合,δf.f(%)降低,由此確認(rèn)到連接性存在問題。

另一方面,如上所述,制造太陽能電池模塊時(shí)有如下工序:在太陽能電池單元的電極上涂布導(dǎo)電性粘接劑組合物的工序,以相對(duì)的方式配置涂布有導(dǎo)電性粘接劑組合物的電極與配線部件的工序,將密封部件和透光部件依次層疊在太陽能電池單元的受光面上的工序,將密封部件和保護(hù)部件依次層疊在太陽能電池單元的與受光面相反側(cè)的面上的工序,以及將所得到的層疊體用真空層壓機(jī)等進(jìn)行加熱的工序。該加熱時(shí),隨著太陽能電池模塊的大型化,熱容量增大,因此,存在到達(dá)設(shè)定溫度的到達(dá)時(shí)間變慢的傾向。

即使實(shí)施例1~6的導(dǎo)電性粘接劑組合物任一種將140℃到達(dá)時(shí)間延遲為10分鐘、12分鐘時(shí),金屬粒子也均充分熔合,顯示良好的連接性。但比較例1~5任一種將140℃到達(dá)時(shí)間延遲為10分鐘、12分鐘時(shí),不發(fā)生金屬的熔合,連接性產(chǎn)生問題。這是由于熱固性樹脂的固化會(huì)在導(dǎo)電性粒子的金屬發(fā)生熔融之前進(jìn)行,因此可以預(yù)測(cè)會(huì)妨礙導(dǎo)電性粒子的熔合,連接特性降低。

因此,根據(jù)本發(fā)明,可提供如下導(dǎo)電性粘接劑:在用于太陽能電池單元的電極與配線部件的連接時(shí),具有良好的導(dǎo)電性,且高溫高濕試驗(yàn)(85℃/85%)后其導(dǎo)電性的降低被充分抑制,進(jìn)一步即使在到達(dá)設(shè)定溫度的到達(dá)時(shí)間延遲的情況下也具有良好的導(dǎo)電性。

符號(hào)說明

1:透光部件;2:密封部件;3a,3b:母線電極(表面電極);4:配線部件;5:背板;6:半導(dǎo)體晶片;7:柵電極;8:背面電極;10:導(dǎo)電性粘接劑組合物;20:太陽能電池單元;30:連接體;100:太陽能電池模塊。

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