2020 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement on long term reliability of interconnection of solar cell module
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18K05304
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| Research Institution | Waseda University |
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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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 太陽電池 / インターコネクター / ニッケルマイクロメッキ接合 / 長寿命化 / 変換効率低下抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽電池インターコネクターの銅リードのCTE（熱膨張率）は16 ppm/K、接合材である鉛フリーハンダのCTEは23ppm/K 、一方セルのSiのCTEは2.6ppm/Kで、Siとの熱膨張差が大きく、特に低融点金属であるハンダの熱サイクル疲労による劣化が太陽電池モジュールの寿命支配要因の一つである。また長期の使用によるハンダの腐食に起因する電気抵抗の増加と、またその結果ヒートスポット化し、周辺の樹脂劣化が見られる場合が多い。新たな接合方法として求められる特性としては、接合部の電気抵抗が低いこと、耐疲労、耐腐食特性に優れること、比較的低温で接合できることなどが挙げられる。本研究では、Niマイクロメッキ接合（Nickel Micro-Plating Bonding: NMPB）でハンダ接続を置き換えることにより、大幅な信頼性の改善、すなわち、疲労、腐食劣化に顕著な抑制効果がみられるもことを明らかにした。すなわち、NiはCTEが13ppm/Kとハンダよりかなり小さく、高強度で、耐腐食性も優れていることによるものである。またNiマイクロメッキ接合の素過程（結晶成長と接合界面形成）については、<110>または<100>結晶優先方位を有する柱状晶組織の成長をおこなうことで、接合組織にボイドなどの欠陥を形成しないことを明らかにした。１０ｃｍ角程度のサイズのセルによる評価であるが、従来技術であるハンダ接続との加速劣化比較では、Pmax（変換出力特性）測定から、太陽電池発電における、長期使用時の累積省エネルギー効果（数％）にも大いに貢献できる研究成果であることを明らかにした。
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Research Products
(7 results)
