JP2011216779A - Solar cell module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、裏面に電極を備えるバックコンタクト方式の裏面電極型の裏面電極型太陽電池セルを封止した太陽電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solar cell module in which a back electrode type back electrode type solar cell having an electrode on the back surface is sealed.
近年、自然エネルギーを利用する発電システムである太陽光発電の普及が急速に進められている。太陽光発電をするための太陽電池モジュールは、図8に示すように、受光側に配置された透光性基材120と、裏面側に配置されたバックシート110と、透光性基材120およびバックシート110の間に封止された多数の太陽電池セル130とを有している。太陽電池セル130は、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)フィルム等の封止用フィルム140に挟まれて封止されている。
In recent years, solar power generation, which is a power generation system using natural energy, has been rapidly spread. As shown in FIG. 8, the solar cell module for photovoltaic power generation includes a
従来、太陽電池モジュールにおいては、多数の太陽電池セル130,130,…が、幅1〜3mmの配線材150で電気的に直列に接続されていた。太陽電池セル130は、太陽の受光面である表面側にマイナス電極(N型半導体電極)131、裏面側にプラス電極(P型半導体電極)132が設けられているため、配線材150で接続すると、太陽電池セル130の受光面の上に配線材150が重なり、光電変換の面積効率が低下する傾向にあった。
Conventionally, in a solar cell module, a large number of
さらに上述した電極131,132の配置では、配線材150が太陽電池セル130の表側から裏側に回り込む構造になるため、各部材の熱膨張率の差が原因で配線材150が断線することがあった。
Furthermore, in the arrangement of the
そこで、これら問題を解決すべく、例えば特許文献1,2においては、プラス電極とマイナス電極の両電極がセルの裏面に設置されたバックコンタクト方式の太陽電池モジュールが提案されている。この方式の太陽電池モジュールにおける裏面電極型太陽電池セル同士の接続は、裏面電極型太陽電池セルの裏面側に配置された絶縁基材の回路により行われる。
In order to solve these problems, for example,
即ち、この太陽電池モジュールにおいては、絶縁基材の表面に回路層が積層され、この回路層の上に裏面電極型太陽電池セルがさらに積層された構造を有している。このため、裏面電極型太陽電池セル表面の受光面積が犠牲にならず光電変換の面積効率の低下を防止できる。さらに、配線材を表側から裏側に回り込む構造する必要がないため、各部材の熱膨張の差による配線材の断線も防止できるという利点がある。 That is, this solar cell module has a structure in which a circuit layer is laminated on the surface of an insulating substrate, and a back electrode type solar cell is further laminated on the circuit layer. For this reason, the light receiving area on the surface of the back electrode type solar battery cell is not sacrificed, and the reduction in the area efficiency of photoelectric conversion can be prevented. Furthermore, since it is not necessary to have a structure in which the wiring material wraps from the front side to the back side, there is an advantage that disconnection of the wiring material due to a difference in thermal expansion of each member can be prevented.
ところで、上述したようなバックコンタクト方式の太陽電池モジュールにおいては、絶縁基材の表面に配線材としての回路層が形成され、さらにこの回路層の上に裏面電極型太陽電池セルが積層された構造をなしているため、太陽電池モジュールの使用時に高温に曝された場合には、絶縁基材と回路層及び裏面電極型太陽電池セルとの線膨張率の違いによって、裏面電極型太陽電池セルが絶縁基材から剥離してしまうおそれがあった。 By the way, in the back contact type solar cell module as described above, a circuit layer as a wiring material is formed on the surface of the insulating substrate, and a back electrode type solar cell is laminated on the circuit layer. Therefore, when exposed to high temperature during use of the solar cell module, the back electrode type solar cell is caused by the difference in linear expansion coefficient between the insulating substrate, the circuit layer and the back electrode type solar cell. There was a possibility of peeling from the insulating substrate.
即ち、絶縁基材は裏面電極型太陽電池セル及び透光性基材と比較して線膨張率が高いため、高温時においては絶縁基材が裏面電極型太陽電池セル及び透光性基材よりも大きく膨張し、この膨張差が、裏面電極型太陽電池セルが絶縁基材から剥離する原因につながってしまっていた。 That is, since the insulating base material has a higher linear expansion coefficient than the back electrode type solar cell and the translucent base material, the insulating base material is higher than the back electrode type solar cell and the translucent base material at high temperatures. The expansion difference has led to the cause of the back electrode type solar cell peeling off from the insulating base material.
さらに、回路層が形成された絶縁基材上に直接的に裏面電極型太陽電池セルを実装する構造のため、絶縁基材に実装プロセス耐性が求められ、当該絶縁基材の材料選択の制限を受けてしまっていた。また、裏面電極型太陽電池セルは巨大なペアチップとして構成されているため、当該裏面電極型太陽電池セルを実装すること自体が技術的に困難であり、製造を容易に行うことができなかった。 Furthermore, since the back electrode type solar cell is directly mounted on the insulating base material on which the circuit layer is formed, the insulating base material is required to have a mounting process resistance, and the material selection of the insulating base material is restricted. I had received it. Moreover, since the back electrode type solar cell is configured as a huge pair chip, it is technically difficult to mount the back electrode type solar cell itself, and it has not been easy to manufacture.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、各部材の剥離を抑制して、裏面電極型太陽電池セル間の電気接続不良を抑制することができるとともに、絶縁基材の材料選択の制限を受けることなく裏面電極型太陽電池セルを容易に実装することが可能な太陽電池モジュールを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to suppress peeling of each member and suppress poor electrical connection between back electrode type solar cells, and a material for an insulating substrate. It aims at providing the solar cell module which can mount a back electrode type photovoltaic cell easily, without receiving the restriction | limiting of selection.
前記課題を解決するため、本発明は以下の手段を提案している。
即ち、本発明に係る太陽電池モジュールは、絶縁基材と、該絶縁基材の表面側において複数並設された裏面電極型太陽電池セルと、各前記裏面電極型太陽電池セルの裏面電極を略同一平面内で接続する電気配線と、絶縁基材の表面に積層され、前記裏面電極型太陽電池セルと前記電気配線とを前記絶縁基材に対して離間状態に封止する封止樹脂と、前記封止樹脂の表面に積層された透光性基材と、を備え、前記透光性基材は厚さ2mm以上4mm以下の酸化珪素からなり、前記裏面電極型太陽電池セルは厚さ100μm以上300μm以下の結晶系裏面電極型太陽電池セルからなり、下記(1)、(2)及び(3)式を満たすことを特徴とする。
Y≦12.88X+521.7 …(1)
Y≧0.0324X+83.69 …(2)
Y≦1000,X≦700 …(3)
但し、Y:太陽電池モジュールの反り
X:絶縁基材の弾性率と熱膨張係数の積
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
That is, the solar cell module according to the present invention includes an insulating base, a plurality of back electrode solar cells arranged side by side on the surface side of the insulating base, and back electrodes of the back electrode solar cells. Electrical wiring connected in the same plane, and a sealing resin that is laminated on the surface of the insulating base material and seals the back electrode type solar cells and the electrical wiring in a separated state with respect to the insulating base material, A translucent base material laminated on the surface of the sealing resin, the translucent base material made of silicon oxide having a thickness of 2 mm or more and 4 mm or less, and the back electrode type solar cell having a thickness of 100 μm. It consists of a crystalline back electrode type solar cell of 300 μm or less and satisfies the following formulas (1), (2) and (3).
Y ≦ 12.88X + 521.7 (1)
Y ≧ 0.0324X + 83.69 (2)
Y ≦ 1000, X ≦ 700 (3)
Y: Warpage of solar cell module X: Product of elastic modulus and thermal expansion coefficient of insulating substrate
本発明による太陽電池モジュールによれば、使用時等に、熱によって生じる太陽電池モジュールの反りY(単位μm)について、透光性基材と裏面電極型太陽電池セルの材質や厚さを規定するとともに、絶縁基材の弾性率と熱膨張係数の積Xで規定される伸び縮みし易さをパラメータとして規定することで、太陽電池モジュールの反りYを上述した各式の範囲内に規定することができる。これにより、太陽電池モジュールの反りYを、故障の生じないように抑制して信頼性を持たせることができる。 According to the solar cell module of the present invention, the materials and thicknesses of the translucent substrate and the back electrode type solar cell are specified for the warp Y (unit: μm) of the solar cell module caused by heat during use. At the same time, the warpage Y of the solar cell module is defined within the range of the above-mentioned formulas by defining, as a parameter, the ease of expansion and contraction defined by the product X of the elastic modulus and the thermal expansion coefficient of the insulating substrate. Can do. Thereby, the curvature Y of a solar cell module can be suppressed so that failure does not occur, and reliability can be given.
なお、太陽電池モジュールの反りは0であることが理想的であるが現実には困難である。そのため、(1)、(2)式により、太陽電池モジュールの外径寸法に応じた反りの上限と下限を設定してその範囲内に納まるように、透光性基材と裏面電極型太陽電池セルの材質や厚さを規定するとともに、絶縁基材の弾性率と熱膨張係数との積Xによる伸び縮みし易さをパラメータとし、(1)、(2)式の範囲内に規定することで太陽電池モジュール全体の反りYを故障の生じないように低減できるようにした。また、同時に太陽電池モジュール全体の信頼性を維持できる程度の反りYの上限と絶縁基材の伸び縮みし易さである積Xの上限とを(3)式によって規定した。 In addition, although it is ideal that the curvature of a solar cell module is 0, it is difficult in reality. Therefore, the translucent base material and the back electrode type solar cell are set so that the upper and lower limits of the warp according to the outer diameter size of the solar cell module are set by the formulas (1) and (2) and fall within the range. In addition to defining the material and thickness of the cell, use the product X of the elastic modulus and thermal expansion coefficient of the insulating base as a parameter, and specify it within the range of formulas (1) and (2). Thus, the warpage Y of the entire solar cell module can be reduced so as not to cause a failure. At the same time, the upper limit of the warp Y that can maintain the reliability of the entire solar cell module and the upper limit of the product X, which is the ease of expansion and contraction of the insulating base material, were defined by Equation (3).
また、絶縁基材上に直接的に電気配線及び裏面電極型太陽電池セルが実装された構造ではなく、絶縁基材上に積層された封止層内にこれら電気配線及び裏面電極型太陽電池セルが封止された構成のため、絶縁基材に実装プロセス耐性が求められることはなく、当該絶縁基材の材料選択の幅を広げることができる。さらに、絶縁基材上において封止層によって電気配線及び裏面電極型太陽電池を封止することのみをもって、これらを絶縁基材上に固定一体化させることができるため、製造プロセスを簡略化することができる。 Also, the electrical wiring and back electrode type solar cells are not directly mounted on the insulating base material, but these electrical wirings and back electrode type solar cells are encapsulated in a sealing layer laminated on the insulating base material. Since the structure is sealed, the insulating base material is not required to have mounting process resistance, and the material selection range of the insulating base material can be widened. Furthermore, since the electric wiring and the back electrode type solar cell can be fixed and integrated on the insulating base material only by sealing the electric wiring and the back electrode type solar cell on the insulating base material, the manufacturing process can be simplified. Can do.
また、本発明による太陽電池モジュールにおいて、反りYと積Xが下記(4)式を満たすことが好ましい。
Y≦500,X≦300 …(4)
太陽電池モジュールの反りと絶縁基材の弾性率と熱膨張係数の積Xについて上述の式を満足することで、より絶縁基材が伸び縮みしにくくなり、太陽電池モジュールの反りを一層低減させることができる。
In the solar cell module according to the present invention, it is preferable that the warp Y and the product X satisfy the following expression (4).
Y ≦ 500, X ≦ 300 (4)
By satisfying the above formula for the product X of the warpage of the solar cell module and the elastic modulus and thermal expansion coefficient of the insulating base material, the insulating base material is less likely to expand and contract, and the warpage of the solar cell module is further reduced. Can do.
さらに、絶縁基材の膜厚は、20μm以上3000μm未満であることが好ましい。
絶縁基材がこの範囲の厚さであれば、薄層であるために使用時等における裏面電極型太陽電池セルの熱が一方の面から他方の面に伝達して放熱効果が高く表裏面の温度差による絶縁基材の反りを抑制でき、太陽電池モジュールの反りを抑制できる。
一方、絶縁基材の膜厚が20μm未満であると製造工程におけるハンドリング性が落ちて扱いにくくなり、膜厚の上限300μmとすることで上述したセルの放熱効果を十分発揮できる。また、3000μm以上であると表裏面の温度差による反りが次第に増大する。そのため、絶縁基材の膜厚は、20μm〜300μmの範囲であることが最も好ましい。
Furthermore, the film thickness of the insulating base material is preferably 20 μm or more and less than 3000 μm.
If the insulating substrate has a thickness in this range, since it is a thin layer, the heat of the back electrode type solar cell during use etc. is transferred from one surface to the other surface, and the heat dissipation effect is high. Warpage of the insulating base material due to a temperature difference can be suppressed, and warpage of the solar cell module can be suppressed.
On the other hand, when the film thickness of the insulating base material is less than 20 μm, the handling property in the manufacturing process is lowered and it becomes difficult to handle. Moreover, the curvature by the temperature difference of front and back will increase gradually that it is 3000 micrometers or more. Therefore, the film thickness of the insulating base material is most preferably in the range of 20 μm to 300 μm.
また、絶縁基材は、ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた構造をなしていることが好ましい。
この構成によって、絶縁基材の硬さを向上させて太陽電池モジュール全体の反りを抑えることができる。
The insulating base material preferably has a structure in which an insulating resin is impregnated into glass fiber.
With this configuration, the hardness of the insulating base material can be improved and the warpage of the entire solar cell module can be suppressed.
また、前記絶縁基材の裏面側にバックシートが積層されており、該バックシートが下記(5)式を満たすことが好ましい。
X≧(バックシートの弾性率×バックシートの熱膨張係数) …(5)
このようなバックシートを備えていれば、絶縁基材が比較的伸び縮みし易さのパラメータを確保した上に、バックシートによって絶縁基材の反りを抑えることで太陽電池モジュールの反りを一層押さえ込むことができる。
Moreover, it is preferable that the back sheet is laminated | stacked on the back surface side of the said insulating base material, and this back sheet satisfy | fills following (5) Formula.
X ≧ (elastic modulus of back sheet × thermal expansion coefficient of back sheet) (5)
If such a back sheet is provided, the insulating base material can be relatively easily expanded and contracted, and the warping of the solar cell module can be further suppressed by suppressing the warping of the insulating base material by the back sheet. be able to.
また、前記バックシートが下記(6)式を満たすことがより好ましい。
0.9X≧(バックシートの弾性率×バックシートの熱膨張係数) …(6)
バックシートの伸び縮みし易さが絶縁基材の伸び縮みし易さの0.9倍以下としたことで、バックシートの硬さを向上させて伸び縮みを抑制し、全体の反りをさらに抑制できる。
Moreover, it is more preferable that the said back sheet satisfy | fills following (6) Formula.
0.9X ≧ (elastic modulus of back sheet × thermal expansion coefficient of back sheet) (6)
By making the ease of expansion and contraction of the back sheet 0.9 times or less of the ease of expansion and contraction of the insulating base material, the hardness of the back sheet is improved and the expansion and contraction is suppressed, and the overall warpage is further suppressed. it can.
さらに、前記裏面電極型太陽電池セルが平面視にて千鳥状に配列されていることが好ましい。
複数の裏面電極型太陽電池セルを千鳥状に配列したことから、セルとセルとの間隙に生じ得る応力を六方向に分散させることができる。これにより従来技術の格子状に配列した場合と比較して、セルとセルとの間隙に生じる応力とより低減することができ、しわ等を生じにくい。
Furthermore, it is preferable that the said back surface electrode type photovoltaic cell is arranged in zigzag form by planar view.
Since the plurality of back electrode type solar cells are arranged in a staggered manner, the stress that can occur in the gap between the cells can be dispersed in six directions. As a result, the stress generated in the gap between the cells can be further reduced as compared with the conventional arrangement in the form of a lattice, and wrinkles and the like are less likely to occur.
また、裏面電極型太陽電池セルは六角形であることが好ましい。
複数の裏面電極型太陽電池セルを六角形状に形成して千鳥状に配列することで、セルとセルの間隙に生じ得る応力を六方向に分散させるとともに、裏面電極型太陽電池セル間の間隙を最小化できてセルを多数配設できて発電効率を高めることが可能となる。
Moreover, it is preferable that a back electrode type photovoltaic cell is a hexagon.
By forming a plurality of back electrode type solar cells in a hexagonal shape and arranging them in a staggered manner, the stress that can occur in the gap between the cells is dispersed in six directions, and the gap between the back electrode type solar cells is increased. It can be minimized and a large number of cells can be arranged to increase power generation efficiency.
本発明による太陽電池モジュールによれば、熱によって生じる太陽電池モジュールの反りについて、透光性基材と裏面電極型太陽電池セルとの材質や厚さを規定するとともに、絶縁基材の弾性率と熱膨張係数の積で規定される伸び縮みし易さをパラメータとして規定することで、太陽電池モジュールの反りを上述した各式の範囲内に低減できる。これにより、太陽電池モジュールの反りを抑制し、故障の生じないように信頼性を持たせることができる。
また、裏面電極型太陽電池セルを絶縁基材に実装することなく、裏面電極同士を電気配線で接続した状態で封止層によって封止することで、実装分留りを向上させて太陽電池モジュールの信頼性を高めることができる他、絶縁基材の実装プロセス耐性を考慮する必要がないため、絶縁基材の材料選択の幅を広げることが可能となる。
According to the solar cell module according to the present invention, for the warpage of the solar cell module caused by heat, the material and thickness of the translucent substrate and the back electrode type solar cell are specified, and the elastic modulus of the insulating substrate and By defining the ease of expansion / contraction defined by the product of the thermal expansion coefficients as a parameter, the warpage of the solar cell module can be reduced within the ranges of the above-described formulas. Thereby, the curvature of a solar cell module can be suppressed and reliability can be given so that a failure may not occur.
Moreover, without mounting the back electrode type solar battery cell on the insulating base material, the back electrode is sealed with the sealing layer in a state where the back electrodes are connected to each other by the electric wiring, thereby improving the mounting yield and the solar cell module. In addition to improving the reliability of the insulating base material, it is not necessary to consider the mounting process resistance of the insulating base material.
以下、本発明の実施形態の太陽電池モジュールについて図面を参照して詳細に説明する。
図1に示す本実施形態による太陽電池モジュール1は、太陽光等の光を入射させる透光性基材2と、その裏面側に配設された絶縁基材3と、透光性基材2及び絶縁基材3の間に間隙を開けて配列された複数の裏面電極型太陽電池セル5とを積層した概略構成をなしている。
Hereinafter, a solar cell module according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
A
そして、本実施形態においては、裏面電極型太陽電池セル5は、導電性接着剤10を介して電気配線8によって互いの裏面電極5aを電気接続されており、これら裏面電極型太陽電池セル5及び電気配線8は、透光性基材2及び絶縁基材3の間において封止層6によって封止されている。これら封止層6はその裏面側が絶縁基材3に接合されるとともに表面側が受光麺となる透光性基材2に接合されて一体化され、これによって太陽電池モジュール1が形成されている。
In the present embodiment, the back electrode type
なお、上記電気配線8は、図1に示すように同一平面上にて裏面電極型太陽電池セル5を接続するように配設されており、さらに、これら裏面電極型太陽電池セル5及び電気配線8は、絶縁基材3の表面に対して離間状態にて封止層6によって封止されている。
In addition, the said
次に太陽電池モジュール1を構成する各部材について説明する。
図1において、透光性基材2としては、例えばガラスパネル等の酸化珪素などが用いられる。なお、この透光性基材2として、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の透明樹脂基材を用いることも可能である。
Next, each member which comprises the
In FIG. 1, as the
また、電気配線8は、裏面電極型太陽電池セル5を電気的に接続される配線である。この電気配線8は積層配列される多数の裏面電極型太陽電池セル5を電気的に直列に接続しており、特に本実施形態においては、上述したように裏面電極型太陽電池セル5の裏面側にて同一平面上に配されている。電気配線8を構成する材料として、電気抵抗が低い材料、例えば銅、アルミニウム、鉄−ニッケル合金などが使用される。
The
導電性接着剤10は、電気配線8と裏面電極型太陽電池セル5との電気的接続を補助する部材であり、裏面電極型太陽電池セル5の裏面電極5aに対応して配設されている。
導電性接着剤10の材料として電気抵抗が低い材料が使用される。中でも電気配線8との電気抵抗が低くなることから、銀、銅、錫、鉛、ニッケル、金よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有することが好ましい。特に、導電性接着剤10は、銀、銅、錫、半田(銅と鉛が主成分である。)よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有する導電性ペーストにより形成されていることが好ましい。
The
A material having a low electrical resistance is used as the material of the
また、導電性接着剤10は低温硬化タイプであることが好ましい。導電性接着剤10が低温硬化タイプであれば、120〜160℃という低温で裏面電極型太陽電池セル5の裏面電極5aと電気配線8とを電気的に接続できる。120〜160℃は、封止層6を構成する封止用フィルムとして使用可能なEVAフィルムの軟化、溶融、架橋が生じる温度であるから、封止用フィルムとしてEVAフィルムを用いる場合には、容易に加工できるため、裏面電極型太陽電池セル5の裏面電極5aと導電性接着剤10とをより容易に電気的に接続させることができる。
The
低温硬化タイプの導電性接着剤としては、ポリマーと導電性フィラーを含有し、ポリマーの硬化による導電性フィラーの物理的接触によって導電性を発現するもの、有機物に銀もしくは銅を配位、還元させたナノ粒子を含有し、低温焼結(120〜160℃)させることにより導電性を発現するものが挙げられる。電気抵抗がより低くなる点では、後者の材料が好ましい。 Low-temperature curing type conductive adhesives include polymers and conductive fillers that develop conductivity through the physical contact of the conductive fillers by curing the polymer. Coordinate and reduce silver or copper to organic substances. In addition, a material that exhibits electrical conductivity by low-temperature sintering (120 to 160 ° C.) is included. The latter material is preferable in that the electric resistance becomes lower.
次に、絶縁基材3について説明する。
絶縁基材3は、例えばPETやPENなどの高分子フィルム、もしくは単層のガラスクロス等、網目状のガラス繊維からなる。この場合、膜厚が薄いために裏面電極型太陽電池セル5の熱が一方の面から他方の面に伝達して放熱効果が高く表裏面の温度差による絶縁基材3の反りを抑制できるとともに、穴明けなどの加工が容易である。また、絶縁基材3は、網目状のガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料であってもよい。この場合には、単層のガラスクロスよりも硬さが増して伸び縮みし難くなる。
Next, the insulating
The insulating
ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させた複合材料の一例として、網目状のガラス繊維に樹脂が含浸させられた樹脂含有繊維からなるプリプレグが知られている。このプリプレグの繊維として、例えばガラスクロス、ガラス不織布、紙などが挙げられる。また、絶縁樹脂は、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、エポキシアクリレート樹脂またはウレタン樹脂等である。
なお、プリプレグはプリント配線板の一形態であり、プリプレグを熱で固めた完成品はプリント配線板と呼称される。ガラス繊維に絶縁樹脂を含浸させたプリプレグの完成品として、FR−4、FR−5、BT材等があてはまる。
As an example of a composite material in which a glass fiber is impregnated with an insulating resin, a prepreg made of a resin-containing fiber in which a mesh-like glass fiber is impregnated with a resin is known. Examples of the prepreg fibers include glass cloth, glass nonwoven fabric, and paper. The insulating resin is, for example, an epoxy resin, a polyimide resin, a bismaleimide triazine resin, an epoxy acrylate resin, or a urethane resin.
The prepreg is one form of a printed wiring board, and a finished product obtained by hardening the prepreg with heat is called a printed wiring board. FR-4, FR-5, BT materials, and the like are applied as finished prepregs obtained by impregnating glass fibers with an insulating resin.
ここで、太陽電池モジュール1における透光性基材2として石英ガラス等のガラスパネルを用い、裏面電極型太陽電池セル5としてシリコン等の酸化珪素を用いた場合、表1に示すように、絶縁基材3として、従来用いられていたPETフィルムやPENフィルム等の高分子フィルムより、ガラスエポキシ基材等のガラスクロスを用いた方が、線膨張係数がガラスパネル等の透光性基材2やシリコン等の裏面電極型太陽電池セル5に近いため、太陽電池モジュール1の反りが小さい。
Here, when a glass panel such as quartz glass is used as the
そして、絶縁基材3は、その膜厚を薄層に形成することによって、裏面電極型太陽電池セル5の熱が裏面側に伝達されて放熱効果が高く、表裏面の温度差が小さいために反りを生じにくい利点がある。そのため、本実施形態の太陽電池モジュール1においては、絶縁基材3の膜厚を20μm〜300μmの範囲の薄層に構成した。膜厚が20μm未満であると製造工程におけるハンドリング性が落ちて扱いにくくなる。一方、膜厚の上限300μmは1枚物のプリント配線基材の一般的な上限である。そのため、絶縁基材3の上限は300μmを超えてもよいが、300μmを超えると伸び縮みし易さが次第に増大する。また、絶縁基材3の膜厚は、太陽電池モジュール1の反りを故障しない程度に抑制するために、3000μm未満であることが好ましく、少なくとも3000μm以下であることが好ましい。
And since the insulating
また、絶縁基材3の弾性率をE(GPa)とし、熱膨張係数をα(ppm)とした場合、弾性率Eと熱膨張係数αの積が小さいほど硬くて伸び縮みしにくい材料となる。また、絶縁基材3の膜厚が大きいほど反りが大きくなり易い。
この絶縁基材3を構成する絶縁基材は、単層のガラスクロス、あるいはこれに絶縁樹脂を含浸させてなる構成のため、耐熱性と絶縁性が高く、さらに電気信頼性が高い上に柔軟性と可撓性がある。そのため、積層する前の材料段階でロールに巻いて運搬や保管等をし易い特性、いわゆるロールツーロールし易いといった特性を有しており、スペースを取らずに取り扱いが容易に行うことができる。
Further, when the elastic modulus of the insulating
The insulating base material that constitutes the insulating
次に、裏面電極型太陽電池セル5について説明する。裏面電極型太陽電池セル5は、裏面にプラス電極及びマイナス電極の双方を備えるバックコンタクト方式のものである。裏面電極型太陽電池セル5はシリコンからなるものが好ましく、例えば単結晶シリコン型、多結晶シリコン型等の結晶系裏面電極型太陽電池セルが用いられる。これらの中でも、発電効率に優れる点では単結晶シリコン型が好ましい。裏面電極型太陽電池セル5の厚さは100μm〜300μmの範囲とする。
Next, the back electrode type
裏面電極型太陽電池セル5は、例えば図2(a)、(b)に示すように、正方形板状や六角形板状に形成され、透光性基材2と絶縁基材3との間に互いに間隙Gを開けて正方晶状もしくは千鳥状に配列されている。複数の裏面電極型太陽電池セル5は互いに分離して配列されるが、透光性基材2と絶縁基材3は一枚板で構成されるため、裏面電極型太陽電池セル5、5間の間隙Gにシワ等の応力が集中する不具合がある。これに対し、裏面電極型太陽電池セル5を千鳥状に配列することで、この応力を六方向に分散させることができる。特に裏面電極型太陽電池セル5を六角形、好ましくは正六角形板状に形成することでセル5,5間の間隙Gを最小化させ、太陽電池モジュール1の面積全体に対するセル5の占有面積を増大させて発電効率を向上させることができる。
The back electrode type
封止層6は封止用フィルムにより形成される。封止用フィルムとして、例えばEVAフィルム、エチレン・(メタ)アクリル酸エステル共重合体フィルム、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素樹脂フィルムなどが使用される。
The
次に、上述の構成を有する太陽電池モジュール1による反りを抑制する構成について説明する。
太陽電池モジュール1において、上述したように、透光性基材2として厚さ2mm〜4mmの範囲のガラスパネル等の酸化珪素を用い、裏面電極型太陽電池セル5として厚さ100μm〜300μmの範囲の結晶系裏面電極型太陽電池セルを用いるものとする。透光性基材2の厚みが2mmに満たない場合や裏面電極型太陽電池セル5の厚みが100μmに満たない場合には、太陽電池モジュール1の強度が著しく低下し、破断のおそれが生じる。また、透光性基材2の厚みが4mmを超えた場合や裏面電極型太陽電池セル5の厚みが300μmを超えた場合には、太陽電池モジュール1の重量とコストが跳ね上がり実用上好ましくない。
Next, the structure which suppresses the curvature by the
In the
そして、熱による太陽電池モジュール1の熱による反りY(単位μm)は絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αの積Xをパラメータとして次式で規定できる。
Y≦12.88X+521.7 …(1)
Y≧0.0324X+83.69 …(2)
Y≦1000,X≦700 …(3)
The warp Y (unit μm) of the
Y ≦ 12.88X + 521.7 (1)
Y ≧ 0.0324X + 83.69 (2)
Y ≦ 1000, X ≦ 700 (3)
太陽電池モジュール1の反りが1000μm以下であれば、製品としての信頼性を確保できる。
なお、太陽電池モジュール1の反りYと、絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αの積Xとは、次式を満たすことがさらに好ましい。
Y≦500,X≦300 …(4)
If the warpage of the
It is more preferable that the warpage Y of the
Y ≦ 500, X ≦ 300 (4)
ここで、太陽電池モジュール1の反りは熱を受けても0であることが理想的であるが現実には困難である。そのため、(1)、(2)式により、太陽電池モジュール1の使用可能な外径寸法に応じた反りYの上限と下限を最小自乗法による一次式によって設定してその範囲内に納まるように、透光性基材2と裏面電極型太陽電池セル5の材質や厚さを規定するとともに、絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αとの積Xによる伸び縮みし易さをパラメータとした。
Here, the warp of the
そして、(1)、(2)式の範囲内に規定することで太陽電池モジュール1全体の反りYを故障の生じない程度に低減できるようにした。また、同時に(1)、(2)式に関連して、太陽電池モジュール全体の信頼性を維持できる程度の反りYの上限と絶縁基材3の伸び縮みし易さXの上限を(3)式によって規定した。
また、太陽電池モジュール1の反りYを一層好ましい範囲に低減させるためには、反りYと伸び縮みし易さXを(4)式の範囲に収めることが好ましい。
The warpage Y of the entire
Moreover, in order to reduce the curvature Y of the
次に、本実施形態による太陽電池モジュール1の製造方法について、図3に基づいて説明する。
まず、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させた市販のプリプレグ材料を加熱硬化させて、絶縁基材3を得る。
Next, the manufacturing method of the
First, a commercially available prepreg material in which a glass fiber is impregnated with an epoxy resin is heated and cured to obtain the insulating
次に、裏面電極型太陽電池セル5の裏面電極5aと電気配線と8を、導電性接着剤10を用いて接続する。導電性接着剤10の塗布方法としては、例えばスクリーン印刷、ディスペンス、転写などの方法を適用することができる。その際、容易に所望の形状にできることから、銀、銅、錫、半田よりなる群から選ばれる1種以上の金属を含有する導電性接着剤を用いることが好ましい。さらに、裏面電極型太陽電池セル5の裏面電極5aと導電性接着剤10とをより容易に電気的に接続させることができる点では、電極5aの表面を酸、アルカリ、紫外線、プラズマなどにより洗浄し、導電性接着剤10の濡れ性を向上させる事が望ましい。
Next, the
次いで、絶縁基材3上に、封止用フィルム6A、裏面電極型太陽電池セル5、封止用フィルム6B、透光性基材2を裏面側から表面側へとこの順番で順次積層する。そして、これら絶縁基材3、封止用フィルム6A、裏面電極型太陽電池セル5、封止用フィルム6B、透光性基材2の積層体に加熱加圧処理を施す。
Next, the sealing
これにより、絶縁基材3、封止用フィルム6A、裏面電極型太陽電池セル5、封止用フィルム6B、透光性基材2を密着させることで、封止層6内に裏面電極型太陽電池セル5及び電気配線8が封止された図1に示す太陽電池モジュール1が得られる。なお、この太陽電池モジュール1においては、裏面電極型太陽電池セル5と電気配線8とは、それぞれ絶縁基材3と接触することなく完全に封止層6内に封止され、また、電気配線8は全て同一平面上に配置される。
Thereby, the back electrode type solar cell is sealed in the
このような本実施形態の太陽電池モジュール1によれば、次の作用効果を奏する。
a) 本実施形態による太陽電池モジュール1において、熱による太陽電池モジュール1の反りY(単位μm)は、透光性基材2と裏面電極型太陽電池セル5の材質や厚さを規定するとともに、さらに絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αの積Xで規定される伸び縮みし易さをパラメータとして、(1)式と(2)式により規定できるから、太陽電池モジュール1の反りYを絶縁基材3の物性値である伸び縮みし易さによって抑制することができる。
According to such a
a) In the
b) また、絶縁基材3として網目状のガラスエポキシ樹脂からなる単層のガラスクロスまたはこのガラスクロスに絶縁樹脂を含浸させたものを用いたから、従来、絶縁樹脂として用いていたPETフィルムやPENフィルム等の高分子フィルムと比較して、線膨張係数がガラスパネル等の透光性基材2やシリコン等の裏面電極型太陽電池セル5に近くなるため、太陽電池モジュール1の反りが少なくなる。
b) Moreover, since the single-layer glass cloth which consists of a mesh-like glass epoxy resin or what impregnated this glass cloth with the insulation resin was used as the
c) また、絶縁基材3の膜厚を20μm〜300μmまたは20μm〜3000μmの範囲の薄層に形成したから、裏面電極型太陽電池セル5の熱が表面側から裏面側に伝達されて放熱効果が高く表裏面の温度差が小さいために反りを生じにくく、スタッドバンプ10等のための穴開け等の加工が容易である。
c) Moreover, since the insulating
d) さらに、透光性基材2と絶縁基材3との間に配列された裏面電極型太陽電池セル5は、複数の裏面電極型太陽電池セル5を千鳥状に配列したから、セル5とセル5の間隙Gに生じ得る応力を六方向に分散させることができる。しかも、裏面電極型太陽電池セル5を六角形に形成することで、セル5とセル5の間の間隙Gを最小化することができて発電効率を向上できる。
d) Furthermore, since the back electrode type
e) また、裏面電極型太陽電池セル5と絶縁基材3が直接接続しておらず、個々の裏面電極型太陽電池セル5が同一平面上に配設された電気配線8により接続されているため、裏面電極型太陽電池セル5の設置自由度が増し、設置位置精度を緩和させることができる。これにより、裏面電極型太陽電池セルの製造分留りが向上する。
e) Further, the back electrode type
f) さらに、絶縁基材3上に直接的に電気配線8及び裏面電極型太陽電池セル5が実装される構成ではないため、絶縁基材3に実装プロセス耐性が求められることはなく、当該絶縁基材3の材料選択の幅を広げることができる。また、絶縁基材3上において封止層6によって電気配線8及び裏面電極型太陽電池5を封止することのみをもって、これらを絶縁基材3上に固定することができるため、製造プロセスの簡略化を図ることができる。
f) Further, since the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない限り、これらに限定されることはなく、多少の設計変更等も可能である。
例えば、変形例として、図5に示す構成の太陽電池モジュール11であってもよい。この変形例においては、絶縁基材3の裏面側、即ち、裏面電極型太陽電池セル5と反対側の面に太陽電池モジュール11の硬さを補強して、反りを一層低減するためのバックシート9が設けられている。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, unless it deviates from the technical idea of this invention, it is not limited to these, A some design change etc. are possible.
For example, as a modification, the
この変形例の太陽電池モジュール11は、実施形態の太陽電池モジュール1の構成に加えて、絶縁基材3の裏面にバックシート9を取り付けられた構造をなしている。この場合、絶縁基材3とバックシート9との関係は、絶縁基材3の弾性率E×熱膨張係数αの積をパラメータXとして下記式(5)によって規定される。
X≧(バックシート9の弾性率F×熱膨張係数β) …(5)
The
X ≧ (elastic modulus F × thermal expansion coefficient β of backsheet 9) (5)
即ち、バックシート9を絶縁基材3よりも硬さを大きくして該絶縁基材3に被着し、絶縁基材3を含む太陽電池モジュール1のシート部分を伸び縮みしないようにすることで、太陽電池モジュール11全体の反りを抑制することができる。
That is, by making the back sheet 9 harder than the insulating
なお、上述の(5)式においては、絶縁基材3の弾性率E×熱膨張係数αの積Xがバックシート9の弾性率F×熱膨張係数β以上であることを要件としているが、バックシート9は少なくとも下記式(6)を満足すればよい。
0.9×X≧バックシート14の弾性率F×熱膨張係数β …(6)
これにより、太陽電池モジュール11の反り抑制効果を上述の実施形態による太陽電池モジュール1よりもさらに向上させることができる。
In addition, in the above-mentioned formula (5), it is a requirement that the product X of the elastic modulus E × thermal expansion coefficient α of the insulating
0.9 × X ≧ the elastic modulus F of the backsheet 14 × the thermal expansion coefficient β (6)
Thereby, the curvature suppression effect of the
なお、図5において、バックシート9としてはバリア層を設けることが好ましい。このバリア層は絶縁基材3の裏面に設けて空気透過を調整する層であり、水蒸気バリア性、酸素バリア性等の耐候性やや絶縁性を有する例えばフッ化ビニル樹脂(PVF)フィルム(商品名「テドラー」;登録商標)が用いられている。
In FIG. 5, it is preferable to provide a barrier layer as the back sheet 9. This barrier layer is a layer that is provided on the back surface of the insulating
また、この他バリア層として、フッ化ビニル樹脂と同様な特性を有する他の樹脂フィルムを用いても良い。即ち、ポリエステル系フィルム(またはポリアミド系フィルム)の片面にガスバリア層としてガスバリア性の高い酸化アルミナ(またはシリカ)を設けた構成を有するセラミック蒸着フィルム(「GLフィルム」;凸版印刷株式会社の商品名)を用いてもよい。 Moreover, you may use the other resin film which has the characteristic similar to a vinyl fluoride resin as this other barrier layer. That is, a ceramic vapor-deposited film (“GL film”; trade name of Toppan Printing Co., Ltd.) having a structure in which a high-barrier alumina oxide (or silica) is provided as a gas barrier layer on one side of a polyester film (or polyamide film). May be used.
さらに、バリア層として、ガスバリア性積層フィルム(「GXフィルム」;凸版印刷株式会社製の商品名)を用いてもよい。ガスバリア性積層フィルムは特許第4013604号公報に詳しく開示されている。バリア層の絶縁基材3とは反対側の面にPETフィルムを被着して積層してもよく、PETフィルムを積層することで耐スクラッチ性を向上させることができる。
Further, a gas barrier laminate film (“GX film”; trade name manufactured by Toppan Printing Co., Ltd.) may be used as the barrier layer. The gas barrier laminate film is disclosed in detail in Japanese Patent No. 4013604. A PET film may be deposited and laminated on the surface of the barrier layer opposite to the insulating
次に、図1に示す実施形態の太陽電池モジュール1を、透光性基材2と裏面電極型太陽電池セル5と絶縁基材3とを組み合わせた三層積層系として近似し(図4参照)、各構成の物性値を特定して全体の反りを実測してその特性を規定した。そして、上記(1)〜(4)式を導き出す根拠となる試験例1,2を行った。
Next, the
まず、透光性基材2として石英ガラスを用い、その厚さを2mm〜4mmの範囲に設定した。実施例として、透光性基材2の厚さは3.3mmとした。また、裏面電極型太陽電池セル5としてシリコンチップを用い、厚さ100μm〜300μmの範囲に設定した。
First, quartz glass was used as the
絶縁基材3としてガラスエポキシ基材を用い、その膜厚を20μm〜300μmの範囲に設定した。実施例1として絶縁基材3の厚さは100μmと200μmの2種類とした。
絶縁基材3の比較例1、比較例2として、PETとPENを用いた。
絶縁基材3の実施例、比較例1、比較例2における弾性率E、線膨張係数αは表1に示す通りとした。
A glass epoxy substrate was used as the insulating
As Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the insulating
The elastic modulus E and the linear expansion coefficient α in Examples, Comparative Examples 1 and 2 of the insulating
そして、三層積層系からなる太陽電池モジュール1について、絶縁基材3として実施例1、比較例1、比較例2をそれぞれ用い、透光性基材2と裏面電極型太陽電池セル5は実施例1、比較例1,2で互いに同一構成のものを用いてそれぞれサンプルを製作した。絶縁基材3の実施例1と比較例1と比較例2の膜厚はそれぞれ100μmと200μmの2種類とした。これら絶縁基材3の実施例1と比較例1と比較例2をそれぞれ備えた三層積層系である太陽電池モジュール1についても実施例1、比較例1、比較例2というものとし、各部材は互いに同一寸法で形成した。
And about the
[試験例1]
試験例1では、実施例1、比較例1、2における光性基材2の寸法は外径寸法4×4インチ(10cm×10cm)とした。実施例1、比較例1、2における裏面電極型太陽電池セル5は、縦100mm×横100mm×厚さ200μmとした。
また、絶縁基材(ガラスエポキシ樹脂、PET、PENを含む)の寸法は透光性基材2と同様に外径寸法4×4インチ(10cm×10cm)とし、厚さは100μmと200μmの2種類とした。参考例1〜6として、絶縁基材に用いた従来技術によるPENフィルムの弾性率Eと熱膨張係数αのいずれか一方または両方を2倍、1/2倍にしたものも用いた。試験条件として、実施例、比較例1、2、参考例1〜6における各太陽電池モジュール1の表裏面の温度差100℃とし、各絶縁基材3の厚み100μm、200μm毎に各太陽電池モジュール1の反りを測定した。
なお、太陽電池モジュール1の反りは中心位置に対する太陽電池モジュール1の径方向に直交する方向の端部までの距離によって測定した。
その結果を表2に示す。
[Test Example 1]
In Test Example 1, the size of the
The dimensions of the insulating base (including glass epoxy resin, PET, PEN) are 4 × 4 inches (10 cm × 10 cm) in outer diameter as in the case of the
In addition, the curvature of the
The results are shown in Table 2.
表2に示す結果のデータを、図6(a),(b)のグラフに示す。図6(a)では、実施例1、比較例1,比較例2について、横軸に絶縁基材3(ガラスエポキシ樹脂、PET、PENを含む)の各弾性率×熱膨張率をとり、縦軸に太陽電池モジュール1の反り(μm)をとり、絶縁基材3の厚み100μm、200μm毎にプロットした。
図6(a)において、絶縁樹脂3の膜厚100μmの場合、各プロットを最小自乗法による一次式である最小自乗直線で接続すると、次の式(6)にまとめることができる。
Y=0.214X+127.1 …(7)
但し、Y:太陽電池モジュール1の反り
X:絶縁樹脂3の弾性率Eと熱膨張係数αの積
また、絶縁樹脂3の膜厚200μmの場合、各プロットを直線で接続すると、次の式(8)にまとめることができる。
Y=0.428X+127.1 …(8)
The data of the results shown in Table 2 are shown in the graphs of FIGS. 6 (a) and 6 (b). 6A, for Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2, the horizontal axis represents each elastic modulus × thermal expansion coefficient of the insulating base material 3 (including glass epoxy resin, PET, and PEN), and the vertical axis The warp (μm) of the
In FIG. 6A, when the insulating
Y = 0.214X + 127.1 (7)
However, Y: Warpage of solar cell module 1 X: Product of elastic modulus E and thermal expansion coefficient α of insulating
Y = 0.428X + 127.1 (8)
また、図6(b)では、横軸に絶縁基材(ガラスエポキシ樹脂、PET、PEN)の弾性率×熱膨張率×の厚さをとり、縦軸に太陽電池モジュール1の反り(μm)をとり、絶縁基材の厚み100μm、200μmの場合の太陽電池モジュール1の反りをそれぞれプロットした。横軸に絶縁基材の弾性率×熱膨張率×厚さをとることで、太陽電池モジュール1の反りは絶縁基材の膜厚の大きさに関わらず次の一次式にまとめることができる。
Y=2.14X+127.1 …(9)
In FIG. 6B, the horizontal axis represents the thickness of the insulating base material (glass epoxy resin, PET, PEN) × elastic coefficient × thermal expansion coefficient ×, and the vertical axis represents the warpage (μm) of the
Y = 2.14X + 127.1 (9)
[試験例2]
次に試験例2について説明する。
試験例2では、実施例2として絶縁基材3にガラスエポキシ樹脂を用い、太陽電池モジュール1の外径寸法を5×5インチ、6×6インチ、8×8インチ、12×12インチの円板型とし、石英ガラスを用いた透光性基材2、絶縁基材3も同一寸法とした。透光性基材2の厚さは表1に記載されたものを用い、絶縁基材3の厚さは25μmと3000μmの2種類とした。シリコンを用いた裏面電極型太陽電池セル5の寸法は試験例1と同様とした。参考例7、8、9として、絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αの一方または両方を1/2倍にしたものを用いた。
[Test Example 2]
Next, Test Example 2 will be described.
In Test Example 2, glass epoxy resin is used for the insulating
試験例2における裏面電極型太陽電池セル5の寸法は、実施例2、参考例7、8、9共、厚さ200μmであり、外径寸法は、120mm×120mm、150mm×150mm、200mm×200mm、300mm×300mmの4種類とした。
試験条件として、実施例2、参考例7、8、9における各太陽電池モジュール1の表裏面の温度差100℃とした。そして、各絶縁基材3の外径寸法毎に厚さ25μm、3000μmに応じて各太陽電池モジュール1の反りを測定した。
その結果を表3に示す。
The dimensions of the back electrode type
As test conditions, the temperature difference between the front and back surfaces of each
The results are shown in Table 3.
表3に示す結果のデータを、太陽電池モジュール1の外径寸法毎に図7(a),(b),(c),(d)のグラフに示す。各グラフにおいて、横軸を絶縁基材3の弾性率E×熱膨張係数αとし、縦軸を太陽電池モジュール1の反りとして、絶縁基材3の厚さ25μm、3000μm毎に反りの大きさをプロットした。
Data of the results shown in Table 3 are shown in the graphs of FIGS. 7A, 7 </ b> B, 7 </ b> C, and 7 </ b> D for each outer diameter dimension of the
絶縁基材3の厚さ3000μmでは、弾性率Eのみ1/2倍とした場合と熱膨張係数αのみ1/2倍とした場合とで反りYの値が大きく異なる(表3、図7(a)〜(d)参照)。絶縁基材3の厚さが透光性基材2と同等になると、絶縁基材3の弾性率E×熱膨張係数αは良いパラメータではなくなる。そのため、試験例1と同様に最小自乗直線を各図中に記入した。絶縁基材3の弾性率Eが0に近づくと厚さ25μm、3000μmとも同じ反り値と近似するはずであるから、厚さ3000μmの最小自乗直線は下記のように変更した。
即ち、まず厚さ25μmの最小自乗直線を引き、そのy軸切片を求める。そして、厚さ3000μmで厚さ25μmの直線のy軸切片を通過する最小自乗直線を求めた。
When the thickness of the insulating
That is, first, a least square line having a thickness of 25 μm is drawn, and its y-axis intercept is obtained. Then, the least square line passing through the y-axis intercept of a straight line having a thickness of 3000 μm and a thickness of 25 μm was obtained.
上述の手順により、実施例2、参考例7,8,9について、絶縁基材3の厚さ25μm、3000μm毎にそれぞれプロットして直線を引くと、図7(a)〜(d)に示す一次式にまとめることができる。
最も小さい外径寸法5インチの太陽電池モジュール1では、反りの絶対量が最も小さく、特に最も小さい厚み25μmの絶縁基材3では次の一次式(10)にまとめることができる。
Y=0.0324X+83.69 …(10)
また、最も大きい外径寸法12インチの太陽電池モジュール1では、反りの絶対量が最も大きく、特に最も大きい厚み3000μmの絶縁基材3では次の一次式(11)にまとめることができる。
Y=12.88X+521.7 …(11)
According to the above-described procedure, Example 2 and Reference Examples 7, 8, and 9 are plotted for each thickness 25 μm and 3000 μm of the insulating
In the
Y = 0.0324X + 83.69 (10)
In the
Y = 12.88X + 521.7 (11)
そのため、上述した外径寸法の範囲を有する太陽電池モジュール1は、絶縁基材3の弾性率Eと熱膨張係数αとの積Xに関連して上記(10)式と(11)式で示す範囲内に反りYが納まるように反りYの範囲を規定できる。これを下記の式(1)、(2)で示すことができる。
Y≦12.88X+521.7 …(1)
Y≧0.0324X+83.69 …(2)
Therefore, the
Y ≦ 12.88X + 521.7 (1)
Y ≧ 0.0324X + 83.69 (2)
ここで、太陽電池モジュール1の反りは、最大1000μm(Y≦1000μm)であれば太陽電池モジュール1の信頼性を確保できる。700μm以下であればさらに好ましい(Y≦700μm)。また、絶縁基材3における弾性率Eと熱膨張係数αの積Xは、ガラスクロスに含浸される絶縁樹脂であるエポキシ系、ポリイミド系、ビスマレイドトリアジン系の樹脂等の数値を考慮すると、700以下とする(X≦700μm)必要がある。好ましくは300以下とする(X≦300μm)。
Here, if the warpage of the
1 太陽電池モジュール
2 透光性基材
3 絶縁基材
5 裏面電極型太陽電池セル
5a 裏面電極
6 封止層
8 電気配線
9 バックシート(バリア層)
10 導電性接着剤
11 太陽電池モジュール
1
3 Insulating
10
Claims (8)
該絶縁基材の表面側において複数並設された裏面電極型太陽電池セルと、
各前記裏面電極型太陽電池セルの裏面電極を略同一平面内で接続する電気配線と、
絶縁基材の表面に積層され、前記裏面電極型太陽電池セルと前記電気配線とを前記絶縁基材に対して離間状態に封止する封止樹脂と、
前記封止樹脂の表面に積層された透光性基材と、を備え、
前記透光性基材は厚さ2mm以上4mm以下の酸化珪素からなり、
前記裏面電極型太陽電池セルは厚さ100μm以上300μm以下の結晶系裏面電極型太陽電池セルからなり、
下記(1)、(2)及び(3)式を満たすことを特徴とする太陽電池モジュール。
Y≦12.88X+521.7 …(1)
Y≧0.0324X+83.69 …(2)
Y≦1000,X≦700 …(3)
但し、Y:太陽電池モジュールの反り
X:絶縁基材の弾性率と熱膨張係数の積 An insulating substrate;
A plurality of back electrode type solar cells arranged side by side on the surface side of the insulating substrate;
Electrical wiring for connecting the back electrodes of each of the back electrode type solar cells in substantially the same plane,
A sealing resin that is laminated on the surface of the insulating base material and seals the back electrode solar cell and the electrical wiring in a separated state with respect to the insulating base material;
A translucent base material laminated on the surface of the sealing resin,
The translucent substrate is made of silicon oxide having a thickness of 2 mm or more and 4 mm or less,
The back electrode type solar cell is composed of a crystalline back electrode type solar cell having a thickness of 100 μm or more and 300 μm or less,
A solar cell module satisfying the following formulas (1), (2) and (3):
Y ≦ 12.88X + 521.7 (1)
Y ≧ 0.0324X + 83.69 (2)
Y ≦ 1000, X ≦ 700 (3)
Y: Warpage of solar cell module X: Product of elastic modulus and thermal expansion coefficient of insulating substrate
Y≦500,X≦300 …(4) The solar cell module according to claim 1, wherein the following expression (4) is satisfied.
Y ≦ 500, X ≦ 300 (4)
X≧(バックシートの弾性率×バックシートの熱膨張係数) …(5) 5. The solar cell module according to claim 1, wherein a back sheet is laminated on a back surface side of the insulating base material, and the back sheet satisfies the following expression (5).
X ≧ (elastic modulus of back sheet × thermal expansion coefficient of back sheet) (5)
0.9X≧(バックシートの弾性率×バックシートの熱膨張係数) …(6) The solar cell module according to claim 5, wherein the back sheet satisfies the following expression (6).
0.9X ≧ (elastic modulus of back sheet × thermal expansion coefficient of back sheet) (6)
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