[发明专利]导体间的电连接材料和包括此电连接材料的太阳能电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括导电膜或浆料的导体间的电连接材料，和具有使用所述电连接材料的连接结构的太阳能电池。

背景技术

在晶体太阳能电池模块的制备方法中，被称为带(ribbon)的导线用于将电池串联，在电池中用于收集电流的电极布置在使用入射光产生电的硅基板上。通常将浸在焊料或镀有焊料的矩形铜线用作导线。将形成在焊料基板上的集流电极(通常为银)热压并焊接，从而连接多个串联的电池(图1a和1b说明了电池结构，且图2说明了使用带串联连接的电池结构)。

通常，具有约12至16cm²大小的电池通过带连接。此时，因为用于电池的硅具有2.4ppm/℃的线性膨胀系数，这与带的主要成分铜的线性膨胀系数16.8ppm/℃不同，且连接在200℃或更高的温度下进行，应力在183℃或更低的温度(取决于连接长度的焊料的熔点)下朝向末端部分出现。此应力引起电池在连接后弯曲或破裂。此外，在加热冷却循环测试中，连接部分分离或电池破裂。

为了避免此类问题，已经研究了使用连接材料连接带和集流电极的方法，所述连接材料通过将导电颗粒分散在热固性粘合剂膜中制备。因为热固性粘合剂具有比焊料低的弹性模量和比焊料的熔点低的玻璃化转变温度(Tg)，所以粘合剂是可控的，且可有利地用于释放应力。因为粘合剂膜包括热固性有机材料，所以进行热压以用于带和集流电极之间的连接(图3a、3b和4说明了使用焊料连接和粘合剂膜的连接结构)。

随着预期到太阳能电池生产的显著增加，需要降低使用此粘合剂膜进行连接花费的时间。

鉴于连接可靠性，含环氧树脂作为主要组分的粘合剂膜在电学应用中具有高性能。然而，用于平板显示器(FPD)且其中分散有微胶囊化咪唑的环氧导电粘合剂膜需要约10秒的连接时间。此外，当使用必需包含具有乙烯基等的丙烯酸树脂和甲基丙烯酸树脂的导电粘合剂膜时，虽然连接可靠性无法保证，但连接时间可为5秒或更短。目前，可商购的连接材料具有5秒或更短的连接时间，特别是3秒，但至今仍在开发具有满意连接时间和优异可靠性的连接材料。将导电颗粒和金属颗粒分散在太阳能电池和带用的电流连接电极的连接材料的粘合剂中的方法公开在诸如日本未审专利公开第2009-283606号、日本专利申请第H05-293727号和日本未审专利公开第2008-300403等文件中。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种用于导体间连接的电连接材料，所述电连接材料在固化后具有以下性质：在应力-应变曲线中，100％或更高、优选100％至500％的抗张伸展率，以及10％或更高、优选10至50％的屈服点应变。

本发明的另一个方面提供了一种用于导体间连接的电连接材料，所述电连接材料在固化后具有以下性质：100％或更高、优选100％至500％的抗张伸展率，和25℃下为10至500Mpa的弹性模量。

本发明的另一方面提供一种具有使用连接材料的连接结构的太阳能电池。

示例性实施方式还提供了一种具有通过连接结构连接的多个太阳能电池模块，所述连接结构包括：在各个太阳能电池表面上的至少一个电极；与在所述多个太阳能电池上的所述电极连接的导线；和所述导线与各个所述电极之间的电连接材料；基于所述电连接材料的总重量，所述电连接材料包括约40至约80wt％的聚氨酯改性的丙烯酸酯树脂，且在固化后的应力-应变曲线中具有约100至约500％的抗张伸展率和约10至约50％的屈服点应变。

所述电连接材料可位于铜导体上，所述铜导体在表面包括金属铜、防锈铜(rust-proofed copper)或锡、焊料、银和镍中的至少一种。

附图说明

图1a为太阳能电池光接收表面的结构示意图；

图1b为太阳能电池背面的结构示意图；

图2为说明太阳能电池和带之间连接的示意图；

图3为根据本发明示例性实施方式的太阳能电池和带之间通过电连接材料的连接结构的示意图；

图4示出了根据本发明一个示例性实施方式制备的样品的结构；

图5示出了抗张试验中反映测试结果的应力-应变曲线；和

图6为用根据本发明一个示例性实施方式的样品测定电阻的方法示意图。

具体实施方式

现将参照附图详细描述本发明的实施方式。