CN101286534A - 小型cis系薄膜太阳能电池组件 - Google Patents

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Abstract

一种小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件，以简单的装置结构及较低成本来保持耐久性。通过将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成规定的面积，或者去除由于某些原因使制造工序中产生的太阳能电池组件的问题部分，并切断加工成规定的面积，由此制成小型太阳能电池组件；在该组件上设置输出用带状导线，使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层将其整个周围、或除基板外的部分或仅该组件的受光面侧密封，或者将组件收纳在由上述树脂构成的带盖密封盒内，采用如此简单的装置结构来保持耐久性。另外，将玻璃基板的非受光面侧的镜面状态作为镜面来利用，不作利用时，在其上形成具有防止反射以及保护功能的覆盖层。

Description

小型CIS系薄膜太阳能电池组件
技术领域
本发明涉及一种小型(小面积)CIS(硒铟铜)系薄膜太阳能电池组件(Solar Module)。
背景技术
本发明申请人等开发或提出的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’的外径尺寸为641毫米×1235毫米，是大型的太阳能电池组件，并且由于该太阳能电池组件被设置在房顶上等室外严酷的气象条件和使用环境中，因此，其采用了如下的保护结构：如图5所示，在通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池单元(cell)电连接而成的结构体ST的受光面一侧，使用以乙烯-醋酸乙烯共聚物(以下称为EVA)树脂薄膜(或薄片)的作为粘接剂，粘贴上由白板半强化玻璃等构成的玻璃盖片；在与受光面相反一侧的非受光面侧的玻璃基板2A上粘贴背膜(backsheet)7，并在其外表周围借助密封材料8来安装框体9。
本发明是将上述大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’切断加工成适于规定的发电电压以及电流的面积，或者将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’当中的、由于某些原因致使在制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件1’问题部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压以及电流的面积，从而将切断出的小面积薄膜太阳能电池组件用作各种装置的电力供给源。作为这种小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的用途，可设置于如电子计算器、便携式充电器、道路交通标识、庭园灯等，将其设置于任何类型的壳体、箱体等的内部，很少直接曝露在风雨中，而不设置在像上述大型CIS系薄膜太阳能电池组件那样严酷的气象条件和使用环境中，因此，不适用像上述大型CIS系薄膜太阳能电池组件那样的保护结构。
作为上述小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池子组件的密封方法，已开发出了如下这样的CIS系薄膜太阳能电池子组件：其使用硅树脂作为密封材料，将上述CIS系薄膜太阳能电池子组件的整个周围或除玻璃基板之外的外围密封。但是，存在如下的问题：随着时间推移，其上述密封材料、即硅树脂失去透明度，使得太阳光线入射量减少，发电量降低。
对此，作为由单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体薄膜等太阳能电池单元构成的太阳能电池组件的密封方法，公开了采用如下所述的三种密封方法的太阳能电池组件：在受光面侧透明板与背面板之间，利用乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛、聚氨基甲酸乙酯等热塑性树脂将太阳能电池单元密封而制成者(例如参照专利文献1)；在形成于玻璃基板上的太阳能电池单元的背面(受光面侧)，隔着乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(EVA)、乙烯-醋酸乙烯-异氰脲酸三烯丙酯共聚树脂(EVAT)、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、聚异丁烯(PIB)等热塑性透明密封树脂层(粘接层)，利用透明密封构件(优选透明薄膜、EVA)进行密封、保护的、由非晶硅构成的集成型薄膜太阳能电池组件(例如参照专利文献2)；在挠性基板上配置许多电连接着的CIS系太阳能电池元件，该CIS系太阳能电池元件利用聚乙烯醇缩丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯树脂、硅树脂、氟树脂等热塑性透明树脂粘接剂层而被密封，在其热塑性透明密封树脂粘接剂层上设置透明树脂薄膜，具有上述构成的挠性CIS系薄膜太阳能电池组件(例如参照专利文献3)。
专利文献1：日本特开2006-203263号公报
专利文献2：日本特开2002-299666号公报
专利文献3：日本特开平11-135811号公报
但是，虽然采用上述太阳能电池组件的密封方法可承受设置在室外严酷的气象条件和使用环境中，但是，存在着其结构以及制造方法比较复杂、且制造成本增加这样的问题。
发明内容
本发明解决了上述的问题，本发明的目的在于，通过将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，来制造出小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件。与直接按小面积制造该小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的情况相比，实现了节省在各种制造工序中发生的对位、装置间的搬运等工时。另外，将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件当中的、由于某些原因致使制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件的问题部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，来制成小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件，对发生问题的产品进行加工，由此可从上述制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件中制造出更多的商品，从而降低因发生问题而作为废弃物处理的费用。进而，本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件不直接曝露于风雨之下，直接设置于任何类型的壳体、箱体等的内部，因此，可采用简单的装置结构，为在温度变化比较激烈的环境中、且比较狭窄的空间内使用的各种装置提供电力，而且制造成本较低，可保持耐久性。
(1)本发明提供一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件(device)电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒(alkali barrier)层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层(透明导电膜)而成的，其中，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层将电池组件整个外围或者除了作为非受光面的玻璃基板以外的其他部分密封。
(2)本发明提供一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层(透明导电膜)而成的，其中，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层，只将设有输出用带状导线的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的受光面侧密封。
(3)本发明提供一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层(透明导电膜)而成的，其中，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，将设置有该导线的电池组件收纳在带有盖的密封盒(带盖密封容器)中，该带盖密封盒由从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂构成。
(4)本发明提供一种如(1)、(2)或(3)项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，在小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的玻璃基板的非受光面侧形成由不透明构件构成的、具有防止光反射以及保护功能的覆盖层。
(5)本发明提供一种如(1)、(2)或(3)项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，上述从低温到高温的温度区域中具有耐久性的树脂是在-40℃至85℃的温度区域中具有耐久性的聚氨酯系树脂。
(6)本发明提供一种如(1)至(5)项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，在该电池组件上具有电气双层电容器、电压转换机构以及输出取出端子等。
本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件，可通过将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积来进行制造。与直接按小面积制造该小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的情况相比，实现了节省在各种制造工序中发生的对位、装置间的搬运等工时。另外，将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件当中的、由于某些原因致使制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件的问题部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，来制成小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件，对发生问题的产品进行加工，由此可从上述制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件中制造出更多的商品，从而降低因发生问题而作为废弃物处理的费用。进而，本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件不直接曝露于风雨之下，直接设置于任何类型的壳体、箱体等的内部，因此，可采用简单的装置结构，为在温度变化比较激烈的环境中、且比较狭窄的空间内使用的各种装置提供电力，而且制造成本较低，可保持耐久性。
附图说明
图1(a)为本发明的具有用密封用树脂层来密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件整个周围的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图1(b)为本发明的具有用密封用树脂层密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的除了作为非受光面的玻璃基板以外的部分的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图1(c)为本发明的具有用密封用树脂层仅密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的设有输出用带状导线的受光面侧的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图1(d)为本发明的具有将设有输出用带状导线的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件收纳在带有盖的密封盒(带盖密封容器)内的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)，该带盖密封盒由在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂构成。
图2(a)为本发明的具有用密封用树脂层密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件整个周围、并在非受光面侧形成具有防止反射以及保护功能的覆盖层的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图2(b)为本发明的具有用密封用树脂层密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的除了作为非受光面的玻璃基板以外的部分、并在非受光面侧形成具有防止反射以及保护功能的覆盖层的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图2(c)为具有用密封用树脂层仅密封小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的设有输出用带状导线的受光面侧、并在非受光面侧形成具有防止反射以及保护功能的覆盖层的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)。
图2(d)为本发明的收纳在带盖密封盒(带盖密封容器)内的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的构成图(在图3中的A-A位置剖切的剖视图)，该小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件在设有输出用带状导线的非受光面侧形成具有防止反射以及保护功能的覆盖层，该带盖密封盒由在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂构成。
图3为表示本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件构造的图(俯视图)。
图4为表示构成本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的CIS系薄膜太阳能电池单元的构造的图(剖视图)。
图5为表示大面积的CIS系薄膜太阳能电池组件的构造的图(剖视图)。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。
本发明涉及小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件。小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1通过以下的加工方法而制成：将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’切断加工成适于规定的发电电压以及电流的面积，或者将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’当中的、由于某些原因致使制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件产生了问题的部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压以及电流的面积。
本发明的CIS系薄膜太阳能电池组件1是通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池单元2电连接而成，上述CIS系薄膜太阳能电池单元2是在玻璃基板2A上按碱性势垒层2B(可根据需要不设置)、金属背面电极层2C、p型CIS系光吸收层2D、n型高电阻缓冲层2E、n型透明导电膜窗层2F的顺序依次层叠了高品质薄膜层而成的衬底(substrate)结构的pn异质结器件。
上述光吸收层2C由多元化合物半导体薄膜、特别是I-III-VI2族黄铜矿半导体，例如铜铟硒(CuInSe2)、铜铟镓硒(CuInGaSe2)、CuGaSe2、Cu(InGa)(SSe)2、CuInS2、CuGaS2、CuInGaS2以及以薄膜的Cu(InGa)(SSe)2作为表面层的CuInGaSe2那样的p型半导体构成。
下面，对本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1进行说明。
如图3所示，上述CIS系薄膜太阳能电池组件1，在小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1A上设置有输出用带状导线3，该电池组件1A是由现有的制造好的大面积量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而成；使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层4，将电池组件1A的整个周围(如图1(a)所示)或者周围中除了作为非受光面的玻璃基板以外的部分(如图1(b)所示)密封，采用具有如上所述的简单装置结构来保持电池组件1A的耐久性。而且，上述CIS系薄膜太阳能电池组件1被设置于任何类型的壳体、箱体等的内部，很少直接曝露在风雨中，因此，采用如下的结构也可充分保持其耐久性：如图1(c)所示，用上述密封用树脂层4只将设有输出用带状导线3的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的受光面侧密封(密封CIS系薄膜太阳能电池组件1’以及输出用带状导线3的受光面侧)。另外，非受光面侧通过玻璃基板来显现金属背面电极而呈一种镜面状态。因此，可将非受光面侧作为镜面(反射镜)来利用。还有，上述小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1可使用采用如下的任一种方法制成：将现有制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，或者将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’当中的、由于某些原因致使制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件的问题部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积。
另外，作为其他的方法，如图1(d)所示，在上述小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1A上设置输出用带状导线3，并将设有该导线3的电池组件1A收纳带盖密封盒(带盖密封容器)4A内，采用如此简单的装置结构来保持电池组件1A的耐久性。上述带有盖的密封盒4A由在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的树脂构成。另外，非受光面侧通过玻璃基板来显现金属背面电极而呈一种镜面状态。因此，可将其作为镜面(反射镜)来利用。
另外，作为其他的方法，如图2(a)～(d)所示，由于如上述图1(a)～(d)所示的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1的非受光面侧是一种镜面状态，因此，要消除该镜面状态时，则在玻璃基板2A的非受光面侧上形成由不透明构件构成的、具有防止反射以及保护功能的覆盖层5。
而且，上述的从低温到高温的温度区域中具有耐久性的树脂优选是在-40℃至85℃的温度区域中具有耐久性的聚氨酯系树脂。
综上所述，具有如上述图1(a)～(d)以及图2(a)～(d)的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1可应用于设置在室外无配电线的场所的各种装置上。
并且，可通过在具有如上述图1(a)～(d)以及图2(a)～(d)的结构的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1上具有电气双层电容器、电压转换机构以及输出取出端子等，从而可将该小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1应用于设置在室外无配电线的场所的各种装置上。
本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件可通过将上述现有的制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件1’切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，而制造成所述的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件。与直接按小面积制造该小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件的情况相比，实现了节省在各种制造工序中发生的对位、装置间的搬运等工时。另外，本发明将制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件当中的、由于某些原因致使制造工序中产生的CIS系薄膜太阳能电池组件的问题部分去除，并将其切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积，来制成小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件，对发生问题的产品进行加工，由此可从上述制造好的大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件中制造出更多的商品，从而降低因发生问题而作为废弃物处理的费用。本发明具有如上所述的效果。
作为本发明的小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1的用途，可设置于如电子计算器、便携式充电器、道路交通标识、庭园灯等，将其设置于任何类型的壳体、箱体等的内部，很少直接曝露在风雨中，作为应用商品的电源可增加其附加价值而加以利用。
上述小型(小面积)CIS系薄膜太阳能电池组件1与以往的小型的结晶硅系太阳能电池、非结晶硅太阳能电池等相比，其相同单位面积的发电效率更高。因此，增加了相同单位面积的发电量，可有助于提高上述应用商品的性能。而且，在取得相同的发电量的条件下，可使太阳能电池小面积化，因而可有助于上述应用商品的小型化。

Claims (6)

1.一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层即透明导电膜而成的，其特征在于，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型即小面积CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层将电池组件整个外围或者除了作为非受光面的玻璃基板以外的其他部分密封。
2.一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层即透明导电膜而成的，其特征在于，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型即小面积CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，使用在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂层，只将设有输出用带状导线的小型即小面积CIS系薄膜太阳能电池组件的受光面侧密封。
3.一种小型CIS系薄膜太阳能电池组件，通过导电图案将多个CIS系薄膜太阳能电池器件电连接，所述多个CIS系薄膜太阳能电池器件是在玻璃基板上依次层叠了碱性势垒层、金属背面电极层、光吸收层、缓冲层、窗层即透明导电膜而成的，其特征在于，在将大面积的量产型CIS系薄膜太阳能电池组件切断加工成适于规定的发电电压及电流的面积而制成的小型即小面积CIS系薄膜太阳能电池组件上，设置输出用带状导线，将设置有该导线的电池组件收纳在带有盖的密封盒即带盖密封容器中，该带盖密封盒由在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的密封用树脂构成。
4.根据权利要求1、2或3项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，其特征在于，在小型即小面积CIS系薄膜太阳能电池组件的玻璃基板的非受光面侧上形成由不透明构件构成的、具有防止光反射以及保护功能的覆盖层。
5.根据权利要求1、2或3项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，其特征在于，上述的在从低温到高温的温度区域中具有耐久性的树脂是在-40℃至85℃的温度区域中具有耐久性的聚氨酯系树脂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的小型CIS系薄膜太阳能电池组件，其特征在于，在该电池组件上具有电气双层电容器、电压转换机构以及输出取出端子等。
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Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081015