[发明专利]金属带材料和太阳能电池集电用互连线

说明书

技术领域

本发明涉及金属带材料。更详细地讲，涉及用于半导体安装的金属带材料，特别是涉及用于太阳能电池的集电的太阳能电池集电用互连线（内部连线；interconnector）。

背景技术

太阳能电池发电是将无尽的太阳能直接变换为电能的发电方式。因此，太阳能电池发电作为大幅度地减轻能源问题的技术，近年技术开发变得活跃，市场也在较大地扩大。

现在，太阳能电池的基板较多采用单晶硅基板或者多晶硅基板。采用单晶硅基板等的太阳能电池由具有数十平方厘米左右的大小的被称为太阳能电池单元（单元电池，ce11）的多个基板形成。将形成太阳能电池的多个太阳能电池单元之间用集电用配线连接，将由每个太阳能电池单元生成的电能集电。太阳能电池单元和集电用配线之间的连接，较多采用软钎料的熔融液相接合。该集电用配线被称为集电用互连线，由被覆了软钎料的铜扁平线形成。一般地讲，铜扁平铜线是通过将圆线轧制形成扁平线（金属带）来制造的。由于采用这样的制造方法制造，因此铜扁平铜线能够制造成厚度较薄、并较长的形状。

另一方面，太阳能电池是将发电电力作为电流输出的能量装置。因此，集电用互连线的截面积、和集电用互连线与太阳能电池单元之间的连接面的面积，需要考虑在集电用互连线中流动的电流量来决定。

为了将集电用互连线与太阳能电池单元接合，需要实施将集电用互连线和太阳能电池单元升温进行液相接合后冷却到室温的处理。在该处理中，起因于作为太阳能电池单元的主要的结构体的硅的热膨胀系数和作为构成集电用互连线的主要的结构体的铜的热膨胀系数之差，产生热应力。金属和硅的在室温附近的代表性的线膨胀系数，铜为16.6×10^-6（K^-1）、银为19×10^-6（K^-1）、铝为25×10^-6（K^-1）、硅为3×10^-6（K^-1）。将铜和硅在200℃接合的情况下，产生约0.26%的长度之差。并且，起因于该长度之差，在铜和硅之间产生热应力和翘曲。如上所示，铜的热膨胀系数和硅的热膨胀系数的比率约为5倍、较大，因此由于产生的热应力，太阳能电池单元有变形或破损的可能性。另一方面，为了对应于硅材料紧迫的状况，并且谋求太阳能电池单元的成本下降，正在推进用于太阳能电池单元的基板的薄型化。例如，厚度为180μm等非常薄的硅基板作为太阳能电池使用了起来。因此，热应力所引起的太阳能电池单元的破损成为了更大的问题。

为了解决该问题，进行了将集电用互连线软质化的尝试（例如，参照非专利文献1）。为了应对起因于金属和硅的热膨胀系数之差的问题，使集电用互连线软质化，即，使杨氏模量和屈服应力降低是重要的。一般地讲，作为金属的屈服应力的指标，采用σ_0.2屈服强度（名义屈服强度；产生0.2%残余应变的应力）的情况较多。集电用互连线的情况下也设想为以应变为0.2%左右的等级导入。因此，降低σ_0.2屈服强度，会使金属侧屈服，使热应力和翘曲产生。为了使金属软质化，一般采用通过退火使位错密度降低的方法。但是，在采用退火进行的软化时，在σ_0.2屈服强度的降低上存在极限，难以与太阳能电池单元基板的进一步薄膜化等对应。因此，提出了集电用互连线的结构和安装结构的改良、以及织构的控制的各种技术（例如，参照专利文献1~3）。

专利文献1中记载的发明，通过在集电用互连线的纵向（长度方向）上形成波形部来释放应力。另外，专利文献2中记载的发明，通过在太阳能电池单元的电极的纵向上以任意的间隔形成未形成电极的非连接部，来降低连接了集电用互连线后的冷却工序中的热应力。此外，专利文献3中记载的发明，为了降低σ_0.2屈服强度，通过使导体中心部的晶体取向（镀线轴取向）以30%以上的比例在（211）方位取向，来降低太阳能电池单元的翘曲。