Improvement on long term reliability of interconnection of solar cell module

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05304
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 巽 宏平 早稲田大学, 理工学術院(情報生産システム研究科・センター), 教授 (80373710)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: マイクロメッキ接合 / インターコネクター / 長期信頼性

Outline of Annual Research Achievements

マイクロメッキ接合におけるインターコネクターの接合に関して、会合界面の熱的安定性ならびに、被接合面表面均一性について検討した。マイクロメッキ接合における健全な接合界面の形成は、Niメッキ成長の場合、＜１１０＞もしくは＜１００＞方向の優先方位から形成される柱状晶組織が必要要件であるが、その場合においても、被接合界面の表面粗さの程度により、成長方向に角度差を生じ、被接合面の角度差が１０°程度以内であっても、表面粗さの程度により１０°をはるかに超える角度差になる場合がある。この場合には、会合界面が、大傾角粒界となり、界面エネルギーが大きくなるだけではなく、マクロのボイドを生じることがあきらかとなった。したがって、表面粗さが、被接合面の角度差と同時に信頼性に影響を及ぼすことが明らかとなった。熱的な安定性については、３００℃程度以下の熱処理では、再結晶が生じず、マイクロメッキ接合界面の安定性が確保されるが、４００℃以上での熱処理においては、再結晶時に、あらたにマクロなボイドを形成する場合があることが明らかになった。太陽電池の場合には、高温での使用や、使用前の熱処理が必ずしも必要ではないが、メッキ後の応力緩和のための熱処理としては、内部格子欠陥が十分に回復されていることが好ましい。長期信頼性の加速試験を含め、会合界面の高温での共同については次年度の課題として取り組む。機能的な評価についても次年度課題として取り組む予定である。また実用化への課題については、大型メッキ槽を有する他機関との連携も視野に新たな研究開発の提案も検討する。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究実績に記載のとおり、基礎的な信頼性に関わる要因が明らかになってきた。今後実用性を考慮した適用可能性を検討することになる。

Strategy for Future Research Activity

太陽電池の場合には、高温での使用や、使用前の熱処理が必ずしも必要ではないが、メッキ後の応力緩和のための熱処理としては、内部格子欠陥が十分に回復されていることが好ましい。長期信頼性の加速試験を含め、会合界面の高温での共同については次年度の課題として取り組む。機能的な評価についても次年度課題として取り組む予定である。また実用化への課題については、大型メッキ槽を有する他機関との連携も視野に新たな研究開発の提案も検討する。

Causes of Carryover

接合に関わる基本技術の検討を主として実施してきたことと、接合検討に必要な材料については、企業からの無償提供があり、消耗品などの費用計上が予定を下回った。今後は、実用性を検討するため、購入パネルでの調査を開始するので、次年度での予算の使用を計画している。