JPH0982865A

JPH0982865A - リード端子付きチップダイオード及びこれを用いた太陽電池モジュール

Info

Publication number: JPH0982865A
Application number: JP7231108A
Authority: JP
Inventors: Koji Tsuzuki; 幸司都築; Kenji Takada; 健司高田; Katsuhiko Inoue; 勝彦井上
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-28

Abstract

(57)【要約】【課題】発熱が少なく、半田のはみ出しや接合不良の
ない安定した半田接合が可能なリード端子付きチップダ
イオード、並びにこれをバイパスダイオードして用いた
太陽電池モジュールを提供する。【解決手段】チップダイオード１０１は半田ペースト
１０３によりリード端子である銅箔１０２に接続されて
いる。半田ペースト中には半田よりも高導電性の導電性
粒子が混在されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリード端子付きチップダ
イオード、及びこれをバイパスダイオードとして用いた
太陽電池モジュールに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＯ₂の増加による温室効果で地
球の温暖化が生じることが予測され、ＣＯ₂を排出しな
いクリーンなエネルギーの要求がますます高まってい
る。また、ＣＯ₂を排出しない原子力発電も放射性廃棄
物の問題が解決されておらず、より安全性の高いクリー
ンなエネルギーが望まれている。このような期待されて
いるクリーンなエネルギーの中でも、特に太陽電池は、
そのクリーンさと安全性と取扱い易さといった点から非
常に注目されている。

【０００３】各種太陽電池の中でも、アモルファスシリ
コン太陽電池は、変換効率こそ結晶系の太陽電池に及ば
ないものの、大面積化が容易で、かつ光吸収係数が大き
く、また薄膜で動作するなどの、結晶系太陽電池にはな
い優れた特徴をもっており、将来を有望視されている太
陽電池の１つである。

【０００４】ところで、バッテリー対応型の太陽電池
は、１枚の太陽電池セルだけでは出力電圧が不足してい
る。このため、通常は、複数個の太陽電池セルを直列に
接続して使用する場合が多い。

【０００５】上記のように複数個のセルを直列接続して
動作させる場合において最大の難点は、建物の影や降雪
などにより、セルの一部が太陽光から遮られて発電しな
くなった場合、正常に発電している他の素子からの総発
生電圧が逆方向電圧という形で直接印加されることであ
る。そして、このような逆方向電圧が素子の耐圧を越え
る値になった場合には、素子の破壊が起きる可能性があ
る。そこで、このような素子の破壊を避けるためには、
直列接続した各素子ごとに、素子と並列で逆の方向にダ
イオードを結線する必要がある。このようなダイオード
は一般的にバイパスダイオードと呼ばれる。

【０００６】上記のようなバイパスダイオードは、一般
には汎用品として、その周囲にカバー樹脂を設けたモー
ルドパッケージのダイオードが使用されていた。ところ
が、これらのダイオードは比較的大きな厚みを有してい
る。このため、例えば後工程でＥＶＡ（エチレンビニル
アセテート）などのような充填材で太陽電池素子を封入
した際、バイパスダイオードの部分だけが表面から盛り
上がり、太陽電池モジュールの平面性を悪くしてしま
う。また、このようなバイパスダイオードを完全に充填
しようとすると、ＥＶＡの厚みも厚くする必要があり、
コストアップにつながってしまう。

【０００７】こうした背景から、例えば特開平５−２９
１６０２号公報に記載されたように、比較的厚みの薄い
チップダイオードをモールドパッケージ樹脂無しで使用
する構成が取られることがある。図５にこのようなダイ
オードの一例を示した。この例では、チップダイオード
５０１の表面と裏面に、鉛錫系の半田５０３により、リ
ード端子としての銅箔５０２がそれぞれ接続されてい
る。このように構成されるリード端子付きチップダイオ
ードの総厚みは、チップダイオード５０１の厚さを３０
０μｍ、銅箔５０３の厚さを１００μｍ、半田５０３の
厚さを５０μｍ強とすると、約６００〜７００μｍ程度
であり、従来のモールドパッケージのダイオードが２〜
３ｍｍあったことを考えるとかなり薄くなっている。

【０００８】このリード端子付きチップダイオードの作
成手順は次の通りである。まずチップダイオード上に半
田ペレットを載置し、その上に銅箔を載置して、適当な
圧力を印加しながら半田の溶融する温度を加える。これ
により、チップダイオードと銅箔を半田接合され、一定
厚みのダイオードが作成できる。なお、半田ペレットの
他にも、スクリーン印刷により半田を供給する場合もあ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
リード端子付きチップダイオードをバイパスダイオード
として太陽電池素子に設置し、ＥＶＡなどの充填材で充
填して、太陽電池モジュールを作成して、このバイパス
ダイオードに適宜な電流を流す場合において、バイパス
ダイオードの発熱によりＥＶＡに気泡が生じ、白濁して
外観を損なう現象が生じる。さらに発熱がひどい場合に
は、バイパスダイオード近傍の太陽電池素子を熱により
破壊してしまうという問題が生じていた。これは、周囲
をモールドパッケージ樹脂で覆ったダイオードでは見ら
れず、リード端子付きチップダイオードを使った場合に
起こる新しい現象である。

【００１０】この原因については、リード端子付きチッ
プダイオードの半田部での発熱が大きいことが原因であ
ることが分かった。すなわち、通常はダイオードのＰＮ
ジャンクション部で発生した熱は、半田部を通って、導
電性のよい銅箔に移行して放熱していくのだが、半田部
は抵抗が大きく、しかも厚みが５０μｍ以上もあって厚
いために、熱がこもってＥＶＡなどに悪影響を与えてし
まうのである。

【００１１】このため、リード端子付きチップダイオー
ドにおける半田部分をできるだけ薄く作成する方が望ま
しい。これは、ＥＶＡの厚みの削減やコストダウンの意
味からも望ましい。このように半田部の厚みを薄くする
方法としては、半田溶融時に圧力を上げることによって
半田部を薄くする方法、あるいは半田量を少なくするこ
とが考えられる。

【００１２】しかしながら、圧力を上げて半田を溶融し
た場合には、図６に示したように、チップダイオード５
０１の部分から半田５０３がはみ出してしまう。特には
み出し量が多い場合には、２枚のリード端子が短絡して
しまい、製造上の歩留を悪化させてしまう。そしてこの
ようなダイオードを太陽電池素子に接続した場合には、
太陽電池自体が短絡して機能を果たさない。

【００１３】また、半田量を少なくした場合には、図７
に示したように、接触部の全域に半田５０３がいきわた
らない。このため、接着面積が少なくなって接着力が弱
くなると共に、逆に抵抗がアップして発熱が大きくなっ
てしまい、上記と同様の問題を生じてしまう。

【００１４】以上のような問題に鑑み、本発明は、発熱
が少なく、製造上においても半田のはみ出しや接合不良
のない安定した半田接合が可能なリード端子付きチップ
ダイオード、並びにこれをバイパスダイオードして用い
た太陽電池モジュールを提供することを目的としてい
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のリード端子付き
チップダイオードは、チップダイオードにリード端子が
半田接合された構成において、該半田中に半田よりも高
導電性の導電性粒子が混在されていることを特徴とす
る。

【００１６】また、導電性粒子の半田に対する体積百分
率は、好ましくは５乃至５０％である。さらに、導電性
粒子は、好ましくは、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｂか
ら選択される少なくとも１種の金属からなる。

【００１７】また、本発明の太陽電池モジュールは、複
数個の太陽電池素子が直列に接続された太陽電池モジュ
ールにおいて、上記のリード端子付きチップダイオード
が並列に接続されたこと特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】上記記載の導電性粒子の形状とし
ては、球状粉であっても燐片状であってもよく、特に限
定はなく、これらの混合物であってもよい。また大きさ
についても、一定の大きさの粒子を混入してもよいし、
分布を形成していてもよい。

【００１９】半田中に混入する導電性粒子の量として
は、少なすぎると導電性アップの効果と流動性抑制の効
果があまり期待できず、多すぎると半田の相対量が少な
くなるために銅箔とチップダイオードを接合する接合力
が弱くなってしまう。これらの兼ね合いから、体積百分
率で５〜５０％混入するのが望ましい。より好ましく
は、体積百分率で１０〜３０％混入する場合が、最も効
果が現れる。

【００２０】ここで、導電性粒子の種類としては、具体
的には、半田の体積抵抗率（１×１０^-5Ωｃｍ）よりも
低い導電性の良好なＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｆ
ｅ、Ｚｎ、Ｓｂなどの各種金属粒子を使用することがで
きる。この中でも、特に半田との相性がよく、流動性の
抑制に効果の大きいＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｂが好
適に用いられる。

【００２１】リード端子としては、体積抵抗率が低く工
業的に安定して供給されている材料が用いられるが、加
工性が良く、安価な銅箔が好適に用いられる。

【００２２】また、銅箔を用いる場合には、腐食防止、
酸化防止などの目的で、表面に薄い金属層を設けてもよ
い。このような表面金属層としては、銀、パラジウム、
パラジウムと銀の合金、金などの腐食されにくい貴金属
や、ニッケル、錫、半田などの耐食性のよい金属が挙げ
られる。

【００２３】また、表面金属層の形成方法としては、作
成が比較的容易な蒸着法、メッキ法、クラッド法が好適
に用いられる。

【００２４】リード端子の厚みとしては、７０μｍ以上
で１５０μｍ以下が望ましい。７０μｍ以上とすること
で、電流密度に十分対応できるだけの断面積を確保でき
るとともに、実質上機械的結合部材として使用でき、か
つ接続作業がリード端子に与える破損などの悪影響を防
止することができる。一方、リード端子は厚くするほど
抵抗損失を小さくすることができるが、１５０μｍ以下
とすることで表面被覆材によるなだらかな被覆が可能と
なる。このようになだらかな被覆ができれば段差を小さ
くすることができる。そして、段差が小さいほど表面被
覆材の厚みを薄くでき、被覆材料を節約することができ
る。

【００２５】また、このようなリード端子付きチップダ
イオードをバイパスダイオードとして接続する太陽電池
素子の一例の説明を図８を用いて説明する。ここで、本
発明で用いられる太陽電池素子は、単結晶、多結晶ある
いはアモルファスシリコン系太陽電池に適用できる以外
に、シリコン以外の半導体を用いた太陽電池、ショット
キー接合型などの太陽電池に適用できるが、以下には代
表としてアモルファスシリコン太陽電池の場合について
説明する。

【００２６】基板８０１はアモルファスシリコンのよう
な薄膜の太陽電池の場合に、半導体層８０３を機械的に
支持する部材であり、また、電極としても用いられる場
合もある。基板８０１は、半導体層８０３を成膜する時
の加熱温度に耐える耐熱性が要求されるが導電性のもの
でも電気絶縁性のものでもよい。

【００２７】導電性の材料としては、具体的には、Ｎ
ｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ａｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、
Ｐｔ、Ｐｂなどの金属またはこれらの合金、例えば真ち
ゅう、ステンレス鋼などの薄板及びその複合体やカーボ
ンシート、亜鉛メッキ鋼板が挙げられる。また、電気絶
縁性材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ
カーボネート、セルロースアセテート、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレ
ン、ポリアミド、ポリイミド、エポキシなどの耐熱性合
成樹脂のフィルムまたはシートまたはこれらとガラスフ
ァイバー、カーボンファイバー、ホウ素ファイバー、金
属繊維などとの複合体、及びこれらの金属の薄板、樹脂
シートなどの表面に異種材質の金属薄膜及び／またはＳ
ｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、Ａｌ₂Ｏ₃、ＩＴＮなどの絶縁性薄膜
をスパッタ法、蒸着法、鍍金法などにより表面コーディ
ング処理を行ったものおよび、ガラス、セラミックスな
どが挙げられる。

【００２８】下部電極８０２は、半導体層８０３で発生
した電力を取り出すための一方の電極であり、半導体層
８０３に対してはオーミックコンタクトとなるような仕
事関数を持つことが要求される。下部電極８０２の材料
としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、ステンレス、真ちゅう、ニ
クロム、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＩＴＯなどのい
わゆる金属単体または合金、及び透明導電性酸化物（Ｔ
ＣＯ）などが用いられる。

【００２９】また、下部電極８０２の表面は平滑である
ことが好ましいが、光の乱反射を起こさせる場合にはテ
クスチャー化してもよい。また、基板８０１が導電性で
あるときは下部電極８０２は特に設ける必要はない。下
部電極８０２の作成方法は、メッキ、蒸着、スパッタな
どの方法を用いられる。

【００３０】本発明に用いられる太陽電池の半導体層８
０３としては、薄膜太陽電池として一般に使用される公
知の半導体物質を使用することができる。具体的には、
例えば、ｐｉｎ接合非晶質シリコン層、ｐｎ接合多結晶
シリコン層、ＣｕＩｎＳｅ₂／ＣｄＳなどの化合物半導
体層が挙げられる。半導体層８０３の形成方法として
は、非晶質シリコン層の場合は、シランガスなどのフィ
ルムを形成する原材料ガスにプラズマ放電を発生させる
プラズマＣＶＤなどにより形成することができる。ここ
で、上記のｐｎ接合多結晶シリコン層は、例えば溶融シ
リコンからフィルムを形成するフィルム形成法によって
形成される。また、上記のＣｕＩｎＳｅ₂／ＣｄＳに関
しては電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、電析法な
どの方法で形成される。

【００３１】上部電極８０４は、半導体層８０３で発生
した起電力を取り出すための電極であり、下部電極８０
２と対をなすものである。上部電極８０４は、アモルフ
ァスシリコンのようにシート抵抗が高い半導体の場合に
必要であり、結晶系の太陽電池ではシート抵抗が低いた
め特に必要としない。

【００３２】また、上部電極８０４は、光入射側に位置
するため、透明であることが必要で、透明電極とも呼ば
れている。上部電極８０４は、太陽や白色蛍光灯などか
らの光を半導体層内に効率よく吸収させるために光の透
過率が８５％以上であることが望ましく、さらに、電気
的には光で発生した電流を半導体層に対し横方向に流れ
るようにするためにシート抵抗値は１００Ω／□以下で
あることが望ましい。このような特性を備えた材料とし
て、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、ＣｄＯ、ＣｄＳｎ
Ｏ₄、ＩＴＯ（Ｉｎ₂Ｏ₃＋ＳｎＯ₂）などの金属酸化物が
挙げられる。

【００３３】本発明で用いる集電電極８０５は、一般的
には櫛状に形成され、半導体層８０３や上部電極８０４
のシート抵抗の値から好適な幅やピッチが決定される。
集電電極８０５は比抵抗が低く太陽電池の直列抵抗とな
らないことが要求され、好ましい比抵抗としては１０^-2
Ωｃｍ〜１０^-6Ωｃｍである。集電電極８０５の材料と
しては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｓｎ、Ｐｔなどの金属またはこれらの合金や半田が
用いられる。一般的には、金属粉末と高分子樹脂バイン
ダーがペースト状になった金属ペーストが用いられてい
るが、これに限られない。例えば、金属ワイヤーなどを
用いたものでも良い。

【００３４】本発明で用いられるバスバー電極８０６
は、集電電極８０５を流れる電流を更に一端に集めるた
めの電極である。その電極材料としては、Ａｇ、Ｐｔ、
Ｃｕなどの金属やこれらの合金からなるものを用いるこ
とができ、形態としてはワイヤー状、箔状のものを貼り
つけたりしている。箔状のものとしては例えば銅箔や、
あるいは銅箔に錫メッキしたもので、場合によっては接
着剤付きのものが用いられる。また、設ける場所につい
ても、太陽電池素子の中央でなくてもよく、太陽電池素
子周辺であっても構わない。

【００３５】なお、図８において、８０７は導電性接着
材であり、集電電極８０５とバスバー電極８０６との接
続を確実にするためのものである。

【００３６】次に、太陽電池素子全体を覆うパッケージ
ング材料について説明する。このパッケージング材料の
基本的な構成は、図９に示すように、最表面材９０１、
表面封止材９０２、裏面封止材９０３などに分類され
る。

【００３７】表面封止材９０２は、光起電力素子の凹凸
を樹脂で被覆し、素子を温度変化、湿度、衝撃などの過
酷な外部環境から守りかつ最表面材と素子との接着を確
保するために必要である。したがって、耐候性、接着
性、充填性、耐熱性、耐寒性、耐衝撃性が要求される。

【００３８】これらの要求を満たす樹脂としては、エチ
レン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アク
リル酸メチル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル
酸エチル共重合体（ＥＥＡ）、ポリビニルブチラール樹
脂などのポリオレフィン系樹脂、ウレタン樹脂、シリコ
ーン樹脂、フッ素樹脂などが挙げられる。中でも、ＥＶ
Ａは太陽電池用途としてバランスのとれた物性を有して
おり、好んで用いられる。ただ、そのままでは熱変形温
度が低いために容易に高温使用下で変形やクリープを呈
するので、架橋して耐熱性を高めておくことが望まし
い。

【００３９】最表面材９０１としては、太陽電池モジュ
ールの最表層に位置するため耐候性、耐汚染性、機械強
度をはじめとして、太陽電池モジュールの屋外暴露にお
ける長期信頼性を確保するための性能が必要である。好
適に用いられる材料としては、フッ素樹脂、アクリル樹
脂などがある。なかでもフッ素樹脂は耐候性、耐汚染性
に優れているため好んで用いられる。

【００４０】具体的には、ポリフッ化ビニリデン樹脂、
ポリフッ化ビニル樹脂あるは四フッ化エチレン−エチレ
ン共重合体などがある。耐候性の観点では、ポリフッ化
ビニリデン樹脂が優れているが、耐候性および機械的強
度の両立と透明性では四フッ化エチレン−エチレン共重
合体が優れている。また最表面材９０１としては、樹脂
に限ることなく、例えばガラスを用いたとしても何など
問題はない。

【００４１】次に、裏面封止材９０３としては、基板と
充分な接着性が確保でき、しかも長期耐久性に優れた材
料が好ましい。好適に用いられる材料としては、ＥＶ
Ａ、ポリビニルブチラールなどのホットメルト材、両面
テープ、柔軟性を有するエポキシ接着剤が挙げられる。
また、裏面封止材９０３の外側には、太陽電池モジュー
ルの機械的強度を増すために、あるいは、温度変化によ
る歪、ソリを防止するために、補強板を張り付けても構
わない。例えば、鋼板、プラスチック板、ＦＲＰ（ガラ
ス繊維強化プラスチック）板が好ましい。加熱圧着の方
法としては従来公知である真空ラミネーション、ロール
ラミネーションなどを種々選択して用いることができ
る。

【００４２】リード端子付きチップダイオードにおい
て、半田中に導電性のよい導電性粒子を混入することに
より、半田自身の体積抵抗率を下げることができるこれ
により、半田部での発熱を従来よりも抑制することがで
き、ＥＶＡなどの樹脂に気泡を生じなくさせることがで
きる。また、導電性粒子を混入することは、半田の流動
性をも抑制することができる。よって、圧力をかけなが
ら半田を溶融した際に半田が流動せず、そのままの位置
で固化できるため、半田のはみ出しや接合不良がなく、
安定した製造が可能となる。

【００４３】また、このリード端子付きチップダイオー
ドを太陽電池モジュールの各太陽電池素子に並列に接続
した場合には、ダイオードの発熱によって充填材の白濁
や素子を破壊することがない太陽電池モジュールを供給
することができる。

【００４４】

【実施例】

（実施例１）以下に本発明の第１の実施例について説明
する。まず、図１（ａ）に示すように、チップダイオー
ド１０１（４．５ｍｍ角、２８０μｍ厚シリコンＰＮダ
イオード）、銅箔１０２（軟質銅１００μｍ厚）、半田
ペースト１０３をそれぞれ用意した。ここで、半田ペー
スト１０３は、クリーム半田（ＲＸ３６３：日本はんだ
社製）中に銅粒子（球状粉、直径約１μｍ）を体積百分
率で１０％混入し、すり鉢の中で３０分間混合した後、
３本ロールミルで３回パスしたものである。次に銅箔１
０２の先端部とチップダイオード１０１の上に、半田ペ
ースト１０３をスクリーン印刷機にてスクリーン印刷
し、図１（ｃ）に示すような順序で載置した。

【００４５】これらを２００℃のヒーター上にのせ、図
中矢印の方向におもりで一定圧力を加えながら半田を溶
融し、部材１０１、１０２を半田接合した。この時点
で、総厚は約５８０μｍであり、目視においては半田の
はみ出しや接合不良は観察されなかった。

【００４６】上記のようなリード端子付きチップダイオ
ードのサンプルを１０ケ作製し、図１（ｃ）に示すよう
な銅箔１０２直上に、ＣＡ熱電対１０４を設置し、ＥＶ
Ａ１０５でラミネーションを行った。さらに、図１
（ｄ）で示すような回路を形成し、チップダイオードの
順方向に、実際の太陽電池素子で流れる可能性のある
３．８Ａの定電流を３０分間流し、温度の安定した３０
分後にデジタルボルトメーターによって温度を読み取っ
た。以下に１０サンプルの膜厚と温度のデータを示し
た。

【００４７】

【表１】

【００４８】すなわち、１０サンプルの平均膜厚は５７
９．６μｍ、平均温度は１０５．７℃であった。また、
１０サンプルとも半田のはみ出し等は観察されなかっ
た。よって、半田中に銅粒子等の金属微粒子を混入させ
ることで、半田のはみ出し等のない安定したアセンブリ
ダイオードを作製することができる。

【００４９】（比較例１）比較の為に、半田ペースト中
に銅粒子を入れないこと以外は、実施例１と全く同様に
してサンプルを１０ケ作製した。１０サンプル中１サン
プルは、半田のはみ出しにより、銅箔同士で短絡を起こ
してしまった。以下に、残りの９サンプルの膜厚と温度
のデータを示す。

【００５０】

【表２】

【００５１】つまり、９サンプルの平均膜厚は５７９．
７μｍ、平均温度は１２１．１℃であった。これらを実
施例１と比較した場合、膜厚はほとんど変わらないもの
の、温度が約１５℃上昇した。このことから、半田中に
銅粒子を混入したことで、導電性が向上により発熱が抑
制できたものと考えられる。

【００５２】（実施例２）以下に本発明の第２の実施例
について説明する。実施例１と同様の分散方法で、クリ
ーム半田（ＲＸ３６３：日本はんだ社製）中にＡｌ粒子
（球状粉、平均直径約５μｍ）を体積百分率で２％、５
％、１０％、２０％、３０％、５０％、８０％混入した
半田ペーストＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｃを作製した。

【００５３】これらの半田ペーストを溶融した時の体積
抵抗率を測定すると、図２のような結果が得られた。ま
た、図３には半田溶融後の、リード銅箔とチップダイオ
ードの１８０度剥離試験の結果を示した。

【００５４】体積抵抗率に関しては、Ａｌ粒子を混入し
ていく程下がっていく傾向が見られ、１０％以上混入し
た場合にはほとんど飽和してしまった。また、剥離力に
関しては、３０％までは、何も混入しない０％の場合と
剥離力に変化はないが、５０％混入あたりから徐々に下
がり始め、８０％に至ってはかなり弱くなってしまう。
これは、Ａｌ粒子が多い場合には半田による接合力がほ
とんど働かないためであると考えられる。

【００５５】さらに、これらの７種類の半田ペーストを
用いて、実施例１と同様のサンプルを作製し、温度測定
を行ったところ、以下の結果が得られた。なお、それぞ
れの結果は、３サンプルの平均である。さらに、サンプ
ルＡに関しては、短絡はしなかったが半田のはみ出しが
目視で確認された。

【００５６】

【表３】上記温度測定の結果は、ほぼ半田の体積抵抗率の結果と
一致しており、金属粒子を混入するほど下がってくる傾
向が得られた。

【００５７】以上のように、１８０度剥離の結果、及び
目視検査の結果を考えると、半田のはみ出しがなくて、
かつ強度的にも強いアセンブリダイオードを提供するに
は、金属微粒子の混入量が体積百分率で５〜５０％が最
適である。さらに、この条件においては、半田部の発熱
の抑制に十分な効果が得られた。

【００５８】（実施例３）次に、本発明の第３の実施例
について説明する。本実施例では、基板としてステンレ
ス基板を用いた非晶質シリコン太陽電池に、上記のリー
ド端子付きチップダイオードを接続した構成とした。こ
れを図４を用いて具体的に説明する。ここで、図４
（ａ）は太陽電池素子を光入射面側から見た概略図、図
４（ｂ）は作製したリード端子付きチップダイオードか
らなるバイパスダイオードの概略図、図４（ｃ）は
（ａ）の太陽電池素子にこのバイパスダイオードを接続
した概略を示した図である。

【００５９】まず、太陽電池素子用の基板として、表面
を洗浄した厚さ０．１ｍｍのステンレススチール箔から
なるロール状ステンレス基板を用意した。次にこのステ
ンレス基板の表面上に、複数個の太陽電池素子４００を
同時に形成した。この太陽電池素子４００は、下表に示
した多層膜を有する構造体である。

【００６０】

【表４】

【００６１】上記のプロセスにより多層膜が形成された
ロール状ステンレス基板は、切断加工により、各太陽電
池素子に分割した。このようにして、図４（ａ）に示す
太陽電池素子４００を１０個作製した（図中には３個の
み示す）。

【００６２】この太陽電池素子４００に対して、以下の
（１）〜（９）の処理を順番に行い、太陽電池素子群Ａ
を作製した。

【００６３】（１）太陽電池素子４００の上に、ＩＴＯ
のエッチング材（ＦｅＣｌ₃）含有ペーストを４０１の
パターンにスクリーン印刷した後、純水洗浄することに
より、ＩＴＯ層の一部を除去し上部電極と下部電極の電
気的な分離を確実にした。

【００６４】（２）各太陽電池素子の非有効発電領域の
一部のＩＴＯ層、ａ−Ｓｉ層及び下部電極層をグライン
ダーで除去して、ステンレス基板面４０２を露出させて
下部電極からの取り出し部とした。

【００６５】（３）ＩＴＯ上に、０．３ｍｍ幅の集電電
極４０３を、銀ペーストをスクリーン印刷し、オープン
で焼成することにより形成した。

【００６６】（４）後述するパスバー電極４０５と下部
電極との絶縁を確実にするために、基板露出面と隣接し
てポリイミドの絶縁テープ（厚み１００μｍ）４０８を
貼付した。

【００６７】（５）絶縁テープ４０４を貼付した後、バ
スバー電極４０５を図示したように載置し、バスバー電
極４０５の上から、銀ペースト４０６をドッティングし
てオーブンで焼成し、集電電極４０３とバスバー電極４
０５の接続を行った。これにより、バスバー電極４０５
は太陽電池素子の一方の取り出し電極となる。

【００６８】（６）次に、実施例２で述べた半田ペース
トＥを用い、図４（ｂ）で示すような形状のアセンブリ
ダイオード４０９を作製した。ここで、チップダイオー
ド４０８としては大きさ４．５ｍｍ角で２８０μｍ厚の
シリコンＰＮダイオードを、また銅箔４０７としては１
００μｍ厚の軟質銅をそれぞれ用いた。

【００６９】（７）厚み１００μｍの銅箔４１０を図４
（ｃ）に示す位置に載置し、バスバー電極４０５との交
差部分と基板露出面４０４との接触部分を半田付けによ
り電気的に接続した。こうして１０直列の太陽電池素子
が接続した。

【００７０】（８）さらに、図４（ｂ）で示したダイオ
ードを図４（ｃ）で示す位置に載置し、銅箔４１０との
接触部分を半田付けしにより電気的に接続した。こうし
て各素子に並列にダイオードの接続が完成した。

【００７１】（９）（１）〜（８）までの工程を、金属
微粒子を全く混入しない半田ペースト（ＲＸ３６３）を
使用する以外は全く同様にして、太陽電池素子群Ｂを作
製した。

【００７２】上述のように作製した太陽電池素子群Ａ、
Ｂに対して、以下に述べる処理を行った。太陽電池素子
群のの受光面側にＥＶＡシート（スプリングボーンラボ
ラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、厚さ４６０μ
ｍ）と片面をコロナ放電処理した一軸延伸のＥＴＦＥフ
ィルム（デュポン社製、商品名テフゼルＴ２フィル
ム、厚さ３８μｍ）を、裏側にＥＶＡシート（スプリン
グボーンラボラトリーズ社製、商品名フォトキャップ、
厚さ４６０μｍ）とナイロンフィルム（デュポン社製、
商品名ダーテック、厚さ６３．５μｍ）と黒色に塗装
したガルバリウム鋼板（亜鉛メッキ鋼板、厚さ０．２７
ｍｍ）をＥＴＦＥ／ＥＶＡ／太陽電池素子群／ＥＶＡ／
ナイロン／ＥＶＡ／鋼板という順に重ね、真空ラミネー
ト装置を用いて加圧脱気しながら１５０℃で３０分加熱
することにより太陽電池モジュールＡ、Ｂを得た。

【００７３】なお、ここで用いたＥＶＡシートは太陽電
池の封止材として広く用いられているものであり、ＥＶ
Ａ樹脂（酢酸ビニル含有率３３％）１００重量部に対し
て架橋剤１．５重量部、紫外線吸収剤０．３重量部、光
安定化剤０．１重量部、酸化防止剤０．２重量部、シラ
ンカップリング剤０．２５重量部を配合したものであ
る。出力端子はあらかじめ光起電力素子裏面にまわして
おき、ラミネート後、ガルバリウム鋼板に予め開けてお
いた端子取り出し口から出力が取り出せるようにした。

【００７４】上記のようにして作製した太陽電池モジュ
ールＡ、Ｂを、室温８５度、湿度８５％の室内に設置
し、ダイオードの順方向に実際の太陽電池素子で流れる
可能性のある３．８Ａの定電流を１０００時間流して加
速試験を行った。

【００７５】１０００時間後に、太陽電池モジュールを
外観観察すると、太陽電池モジュールＡでは少し黄変す
る以外は外観上何等変化が生じなかった。これに対し、
太陽電池モジュールＢでは、ダイオード付近のＥＶＡか
ら気泡が生じ、ダイオードが見えないくらいの白濁が生
じていた。さらに、樹脂の熱劣化と思われる黄変が観察
された。

【００７６】以上の結果から、金属微粒子を混入した半
田ペーストを使用して作製したダイオードでは、半田部
での発熱が少なくなる効果により、太陽電池の外観を損
なうことがなくなる。

【００７７】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、半田中に
高導電性の金属微粒子を混入することによって、製造上
半田のはみ出しや接合不良のない安定した接合のリード
端子付きダイオードを得ることができる。そして、この
リード端子付きダイオードを太陽電池モジュールのバイ
パスダイオードとして使用することで、外観を損ねない
ダイオードを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例１の説明図で
ある。

【図２】本発明の実施例２において、半田中の一粒子量
と体積抵抗率の関係を示すグラフである。

【図３】本発明の実施例２において、半田中のＡｌ粒子
量と剥離力の関係を示すグラフである。

【図４】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例３の説明図で
ある。

【図５】従来のチップダイオードの概略図である。

【図６】本発明の課題の説明図である。

【図７】本発明の課題の説明図である。

【図８】本発明で使用する太陽電池素子の説明図であ
る。

【図９】本発明で使用するパッケージング材料の説明図
である。

【符号の説明】

１０１、１０８、５０１チップダイオード、１０２、４０７、５０２リード端子、１０３、５０３半田、１０４熱電対、１０５ＥＶＡ、４００太陽電池素子、４０１エッチングライン、４０２基板露出部分、４０３、８０５集電電極、４０４絶縁テープ、４０５、８０６バスバー電極、４０６、８０７導電性接着材、４０９アセンブリダイオード、４１０銅箔、８０１基板、８０２下部電極層、８０３半導体層、８０４上部電極層、９０１最表面材、９０２表面封止材、９０３裏面封止材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 31/042 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ 31/10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】チップダイオードにリード端子が半田接
合されたリード端子付きチップダイオードにおいて、該
半田中に半田よりも高導電性の導電性粒子が混在されて
いることを特徴とするリード端子付きチップダイオー
ド。
【請求項２】該導電性粒子の半田に対する体積百分率
が５乃至５０％であることを特徴とする請求項１に記載
のリード端子付きチップダイオード。
【請求項３】該導電性粒子がＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｚ
ｎ、Ｓｂから選択される少なくとも１種の金属からなる
ことを特徴とする請求項１乃至２のいずれか１項に記載
のリード端子付きチップダイオード。
【請求項４】複数個の太陽電池素子が直列に接続され
た太陽電池モジュールにおいて、前記各太陽電池素子に
請求項１乃至３のいづれか１項に記載のリード端子付き
チップダイオードが並列に接続されていること特徴とす
る太陽電池モジュール。