CN102714234A - 薄膜太阳能电池模块及其制造方法 - Google Patents

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CN102714234A CN2011800058914A CN201180005891A CN102714234A CN 102714234 A CN102714234 A CN 102714234A CN 2011800058914 A CN2011800058914 A CN 2011800058914A CN 201180005891 A CN201180005891 A CN 201180005891A CN 102714234 A CN102714234 A CN 102714234A
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Abstract

本发明的目的在于,提供一种提高了电连接部及绝缘部的长期使用时的可靠性的薄膜太阳能电池模块,并且减少在其制造中使用的部件,简化工序。作为薄膜太阳能电池模块内部的电线(15),使用具有由金属薄板构成的线材、和在线材表面烧结绝缘涂料而形成的厚度比线材的厚度薄的被膜的被覆电线。在与输出电极(21)连接的母线区域(15a)中,在输出电极(21)的相反侧附着有被膜,该面的被膜在弯折区域(15t)中被折返,由此在内部引线区域(15b)中与薄膜太阳能电池单元(10)相对。

Description

薄膜太阳能电池模块及其制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜太阳能电池模块,尤其涉及从形成在薄膜太阳能电池的电极向模块外部取出输出的电线构造及其制造方法。
背景技术
过去,薄膜太阳能电池模块的制作是按照以下所述的工序进行的。首先,形成在透光性基板上依次层叠透明导电层、光电转换层、背面电极层得到的多个太阳能电池单元,将这些太阳能电池单元串联连接。然后,在串联连接的两端的正负电极部分连接铜箔等母线电极。然后,将导线与这些母线电极连接。将该导线一直引导到设置在太阳能电池模块的受光面的背面侧的端子盒。母线电极与导线之间的连接采用焊接或导电性粘接剂。
其结果是形成导线趴伏在太阳能电池单元的背面电极层的紧邻其上的构造。利用树脂片等将导线和太阳能电池单元电绝缘,以便防止短路。然后,在它们上面利用乙烯-醋酸乙烯酯(下面称为EVA,ethylene vinyl acetate)等粘接保护片将模块密封。在保护片上的安装端子盒的位置处设置开口部,从该开口部取出导线。为了提高耐透湿性,保护片优选金属箔被树脂薄膜夹持的构造。
在专利文献1中公开了这样的构造,通过锡焊将由绝缘薄膜被覆的导线的一端与母线电极连接,将另一端从保护片的开口部取出到外部。通过由绝缘薄膜进行被覆,确保导线与背面电极层之间、以及导线与保护片的金属箔之间的绝缘性。母线电极采用镀覆了焊锡的铜箔。
另外,在专利文献2中公开了使母线和导线成为一体的构造。将母线的长度设为从基板的一端突出的长度,将突出的部分弯折,将弯折的末端从保护片的贯通孔(开口部)取出到背面侧。在弯折的部分与电池之间夹入电绝缘性的间隔体。母线采用铜扁线等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平9-326497号公报
专利文献2:日本特开2000-286439号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中,与母线电极基本垂直地延伸的导线的一端通过焊锡粘接于母线电极,因而随着导线的热膨胀和/或收缩而形成的应力容易集中于该粘接点。存在母线电极与导线的连接随着长期使用而恶化,从而降低模块的发电特性的问题。并且,由于母线电极使用镀覆了焊锡的铜箔,因而在长期使用中存在表面产生锡须而与相邻的电池产生绝缘不良的问题。
另外,专利文献2的母线电极使用铜扁线等,并夹入了将弯折的部分与太阳能电池单元电气绝缘的片。该片的长度和宽度需要大于母线电极的弯折部分,并且需要在预定的位置铺放片后将母线电极弯折等工序。因此,存在不仅需要许多部件、而且工序烦杂的问题。并且,由于铜线的表面露出于粘接层中,因而存在粘接层的成分与铜线反应而使得在它们的界面附近容易产生恶化的问题。
本发明正是针对上述问题而提出的,其目的在于,提供一种提高了电连接及绝缘的长期可靠性的薄膜太阳能电池模块,并且减少在制造中使用的部件,简化工序。
用于解决问题的手段
本发明的薄膜太阳能电池模块具有:基板,其具有被串联连接的多个薄膜太阳能电池单元和在所述串联连接的端部在一个方向上长的输出电极;保护部件,其粘贴于所述基板上,覆盖所述多个薄膜太阳能电池单元和所述输出电极;以及电线,其将电力从所述输出电极引导到所述保护部件的外部,所述电线具有:母线区域,其在所述一个方向上延伸并与所述输出电极连接;弯折区域,其以延伸方向相对于所述母线区域变化的方式折返;以及引线区域,其从所述弯折区域向保护部件的外部引导,所述薄膜太阳能电池模块的特征在于,所述电线是具有被膜和由金属薄板构成的线材的薄板被覆电线,该被膜是在所述线材的表面烧结绝缘涂料而形成的,厚度比所述线材的厚度薄,在所述母线区域中,所述电线的一个面的所述被覆被去除,所述电线与所述输出电极电连接,所述电线的另一个面处于附着有所述被膜的状态,附着有所述被膜的所述电线的另一个面在所述弯折区域中折返,并在所述引线区域中与所述薄膜太阳能电池单元相对。
在本发明的薄膜太阳能电池模块的制造方法中,所述薄膜太阳能电池模块具有:基板,其具有被串联连接的多个薄膜太阳能电池单元和在所述串联连接的端部在一个方向上长的输出电极;保护部件,其粘贴于所述基板上,覆盖所述多个薄膜太阳能电池单元和所述输出电极;以及电线,其将电力从所述输出电极引导到所述保护部件的外部,所述电线具有:母线区域,其在所述一个方向上延伸并与所述输出电极连接;弯折区域,其以延伸方向相对于所述母线区域变化的方式折返;以及引线区域,其从所述弯折区域向保护部件的外部引导,所述薄膜太阳能电池模块的制造方法的特征在于,其包括如下的工序:准备所述基板的工序;准备所述电线的工序,该电线是具有被膜和由金属薄板构成的线材的薄板被覆电线,该被膜是在所述线材的表面烧结绝缘涂料而形成的,厚度比所述线材的厚度薄;连接工序,在所述母线区域中,将所述电线的一个面的所述被覆去除,将所述电线与所述输出电极电连接,使所述电线的另一个面处于附着有所述被膜的状态;设置所述电线的工序,使附着有所述被膜的所述电线的另一个面在所述弯折区域中折返,并在所述引线区域中与所述薄膜太阳能电池单元相对。
发明效果
根据本发明的薄膜太阳能电池模块,电线是具有由金属薄板构成的线材、和在线材的表面烧结绝缘涂料形成的比线材的厚度薄的被膜的薄板被覆电线,电线在母线区域中与输出电极连接的一个面的相反侧即另一个面被被膜覆盖。该被被膜覆盖的电线的另一个面在弯折区域中折返,并在引线区域中与薄膜太阳能电池单元相对,因而构成为提高了电连接及绝缘的长期可靠性的薄膜太阳能电池模块,并且能够减少在其制造中使用的部件,简化工序。
根据本发明的薄膜太阳能电池模块的制造方法,电线是具有由金属薄板构成的线材、和在线材的表面烧结绝缘涂料形成的比线材的厚度薄的被膜的薄板被覆电线,电线在母线区域中与输出电极连接的一个面的相反侧即另一个面被被膜覆盖。形成弯折区域的工序包括将非连接面以与薄膜太阳能电池单元相对的方式进行折返的工序,被被膜覆盖的电线的另一个面在弯折区域中折返,并在引线区域中与薄膜太阳能电池单元相对,因而能够制造提高了电连接及绝缘的长期可靠性的薄膜太阳能电池模块,并且能够减少在制造中使用的部件,简化工序。
附图说明
图1是说明作为本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的构成部件的带电池单元的基板的立体图。
图2是表示本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的分解构造的立体图。
图3是从背面侧观察本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的立体图。
图4是说明本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图5是说明本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图6是表示本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的俯视图。
图7是表示本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的剖视图。
图8是说明本发明的实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的部分构造的俯视图。
图9是表示本发明的实施方式2的薄膜太阳能电池模块的分解构造的立体图。
图10是从背面侧观察本发明的实施方式2的薄膜太阳能电池模块的立体图。
图11是说明本发明的实施方式2的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图12是说明本发明的实施方式2的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图13是说明本发明的实施方式2的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图14是本发明的实施方式3的薄膜太阳能电池模块的部分俯视图及剖视图。
图15是本发明的实施方式3的薄膜太阳能电池模块的变形例的部分俯视图及剖视图。
图16是本发明的实施方式3的薄膜太阳能电池模块的变形例的部分俯视图及剖视图。
图17是本发明的实施方式4的薄膜太阳能电池模块的部分俯视图及剖视图。
图18是说明本发明的实施方式5的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
图19是本发明的实施方式5的薄膜太阳能电池模块的部分剖视图。
具体实施方式
使用附图说明本发明的薄膜太阳能电池模块及其制造方法。另外,在下面的附图和说明中对相同的部分标注相同的标号,并简化说明。
<实施方式1>
图1是说明作为本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的构成部件的带电池单元的基板的立体图。带电池单元基板100具有:具有透光性及电绝缘性的基板1;形成于该基板1上的多个薄膜太阳能电池单元10;以及在相互串联连接的多个薄膜太阳能电池单元10的两端沿一个方向较长的输出电极21。太阳光从基板1的形成有薄膜太阳能电池单元10的面的相反侧表面入射并通过基板1,然后被背面侧的薄膜太阳能电池单元10转换为电能。基板1由玻璃或树脂材料等构成。
本实施方式1的薄膜太阳能电池单元10的形状是在与矩形基板1的一条边平行的方向上细长的矩形形状。在与这一条边交叉的边的方向上排列了多个薄膜太阳能电池单元10。相邻的薄膜太阳能电池单元10彼此串联地电连接,在其两端设置有输出电极21。输出电极21是沿着薄膜太阳能电池单元10的长度方向较长的形状。在基板1的周缘与输出电极21、薄膜太阳能电池单元10之间具有间隙,以便与外部电绝缘。另外,根据薄膜太阳能电池单元10的排列方式的不同,并不一定必须将输出电极21的位置设为基板1的两端附近,也可以将其位置设于薄膜太阳能电池单元10的排列之间。
薄膜太阳能电池单元10具有在基板1上依次层叠第1电极2和光电转换层4和第2电极6而形成的构造。第1电极2例如由SnO2、ITO(添加锡的氧化铟)、ZnO等透明导电性材料构成。第1电极2的厚度例如是0.3~1微米。
光电转换层4例如由非晶硅、微晶硅等半导体膜构成。通常,在光电转换层4中的厚度方向上层叠p层、i层、n层。光电转换层4的半导体材料不仅可以是以硅为主成分,也可以是含有锗或碳的硅或化合物系等其它半导体材料。另外,也可以是将光电转换波长不同的多个光电转换层层叠得到的串联型光电转换层4。光电转换层4的厚度例如是0.3~5微米。
第2电极6由以银和/或铝等为主成分的金属构成。优选电阻低且反射率高的材料。如果使用反射率高的材料,则能够使透射过光电转换层4的光被第2电极6再次反射到光电转换层4侧进行光电转换,因而能够提高转换效率。在光电转换层4是金属材料的情况下,也可以在光电转换层4与第2电极6之间夹入防止半导体与金属之间的反应的层。第2电极6的厚度例如是0.2~1微米。另外,在进一步向背面侧引导光的情况下,第2电极6的材料也可以使用与第1电极2相同的透明导电性材料来取代金属。
相邻的薄膜太阳能电池单元10通过用槽来分割第1电极2、光电转换层4、第2电极6而彼此分离。图1中的槽19表示分割第2电极6的槽。这些槽利用激光刻划法等形成。另外,薄膜太阳能电池单元10彼此的串联连接也利用这些槽。在槽内,一个薄膜太阳能电池单元的第1电极2与相邻的薄膜太阳能电池单元的第2电极6串联地电连接。在本实施方式1中,在相邻的薄膜太阳能电池单元的第1电极2延伸的位置处形成与光电转换层4连接用的槽,将第2电极6埋入该槽中,由此进行串联连接。另外,电池单元之间的连接构造仅是一例,串联连接构造能够进行各种变更。
薄膜太阳能电池单元10的宽度也就是将电池单元之间分离的槽与槽之间的间隔,例如约为5~10mm。在采用一条边为1m以上的矩形的基板1时的代表性的排列形状是如下这样的形状,即从周缘部起隔开约5~10mm的间隔,沿着一条边平行地排列多个宽度为几mm长度为1m左右的细长的薄膜太阳能电池单元10。
在本实施方式1中,输出电极21采用了位于被串联连接的薄膜太阳能电池单元10的端部的具有与薄膜太阳能电池单元10相同的层叠构造的部分。但是,如果是如图所示的构造,则输出电极21的部分无助于发电,因而也可以使输出电极21的宽度比薄膜太阳能电池单元10的宽度细,减小对发电无效的面积。另外,输出电极21的构造能够进行各种变更,例如也可以是,一个输出电极21直接采用薄膜太阳能电池单元10的背面侧的第2电极6。
图2是表示本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的分解构造的立体图。并且,图3是从背面侧观察本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的立体图。图3是使图2中的各个部件成为一体的完成状态图。覆盖多个薄膜太阳能电池单元10和输出电极21的保护部件27由粘接层25粘贴于带电池单元基板100上。
保护部件27采用水蒸气透过性能较低的树脂片。例如,能够采用由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氟乙烯(PVF)等构成的片、将这些片层叠多层得到的片或夹入了铝箔的片等。另外,粘接层25例如能够使用热塑性树脂的EVA或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
电线15与位于带电池单元基板100的两端的正负的输出电极21连接。如上所述,输出电极21具有与薄膜太阳能电池单元10相同的层叠构造,因而电线15连接于和薄膜太阳能电池单元10的第2电极6相同的金属膜上。这些电线15的一个端部穿过粘接层25的开口部26和保护部件27的开口部29并从被基板1和保护部件27夹住并密封的内部引出到保护部件27的外部。在保护部件27的背面侧以包围开口部29的方式粘贴有端子盒31。在端子盒31内,正负的电线15分别与正负的外部电线35电连接。虽然在图中没有示出,但是端子盒31内被填充了硅酮树脂等密封树脂。模块产生的电力通过外部电线35被引导到外部的电气设备。
如图2所示,本实施方式1的电线15是兼母线和输出取出导线这二者为一体的构造。电线15在中途被弯折,具有母线区域15a、弯折区域15t、以及引线区域15b、15c。
电线15是薄板被覆电线,具有由金属薄板构成的线材、和在该线材的表面烧结绝缘涂料而形成的比线材的厚度薄的绝缘性被膜。这种薄板电线也被称为扁线、扁钢丝、以及由带状形状而得来的带状线等。
电线15的母线区域15a是指在输出电极21的长度方向上重叠延伸、且作为线材的金属导体的一个面与输出电极21连接的区域。这样电线15由沿着整个长度方向的连接部而连接,由此,与只有一端与输出电极21连接的情况相比,能够沿着电极长度方向增大实质性的导体截面积。并且,由于也能够增大电极与电线15的连接面积,因而能够降低取出输出时的电阻。例如,即使在输出电极21的金属膜非常薄例如为1微米以下的情况下,由于金属导体为0.08~0.2mm等的金属导体沿长度方向进行连接,因而能够大幅降低长度方向的电阻。
弯折区域15t设于母线区域15a的一个端部,是电线15以使其延伸的方向变化的方式进行折返而形成的区域。包括电线15折返而重叠的部分。在本实施方式1中,弯折区域15t在输出电极21的端部附近,并且在基板1的角部附近。
引线区域15b、15c是指从弯折区域15t朝向保护部件27外部的区域。引线区域包括被夹在基板1和保护部件27之间的内部引线区域15b、和引出到保护部件27外部的外部引线区域15c。外部引线区域15c从保护部件27的开口部29引出到外部。并且,内部引线区域15b是趴伏在薄膜太阳能电池单元10的背面侧的区域。另外,也可以取代从保护部件27引出到外部的外部引线区域15c的部分,而介由其它金属部件等。如图所示将端子盒31设在模块的背面中央附近,因而在弯折区域15t中能够弯折成为使母线区域15a和内部引线区域15b形成锐角。
作为电线15的线材的金属导体的厚度是0.08~0.2mm等,宽度是2~4mm等。金属导体利用对线材进行轧制加工等方法而被加工成为平坦的形状。作为金属导体的材料,例如有扁薄板的铜线、薄板铝线、铜包层铝线等。也可以是铜镍合金等抗弯性能良好的合金线、或用锡等进行了镀覆处理的金属导体。也可以进行金属导体的压花加工等,使表面具有凹凸。绝缘性被膜由聚氨酯、聚酯等构成,从金属导体表面起的厚度例如为0.005~0.04mm等。如果采用通常被称为漆包线的、电磁铁的绕组所使用的线材,则容易购买,且成本低。这种漆包线有能够在进行锡焊的同时去除被膜而不需预先将被膜剥离的可锡焊的聚氨酯线(UEW)、被膜的机械强度较高的聚乙烯醇缩甲醛线(PVF)和聚氨酯尼龙线(UEWN)、耐热性良好的聚酯线(PEW)、耐热性良好的聚酯亚胺线(EIW)、耐热性及被膜的机械强度较高的聚酰胺亚胺线(AIW)、耐热线极好的聚亚胺线(PIW)等。被膜也可以是由多种材料构成的多层被膜。
这些电线是在金属导体表面涂敷绝缘涂料,然后在100~500℃的温度下烧结而形成的。被膜是铅笔硬度4H~6H等的比较硬质的电绝缘性的膜,与金属导体的附着强度良好。保护部件27的粘贴采用热塑性树脂的粘接层25,例如在粘接层25为EVA并在约150℃的温度下进行热压接的情况下,从耐热性的角度考虑,优选电线的被膜是在比该热压接的温度高的温度下烧结而成的被膜。被膜比薄板的金属导体还薄,因而容易弯折,在进行弯曲时几乎不产生被膜的剥离。优选金属导体是在弯曲后基本保持弯曲变形的材料。另外,关于聚氨酯线等,如果弯曲应力残留于被膜中,在时间较长时容易产生龟裂等,因而如果在弯曲后进行玻化温度以上例如约150℃的加热处理,则能够防止龟裂产生。该加热处理也可以利用粘贴粘接层25时的热量。优选粘接层25的材料和被膜的材料基本上是不同类型的材料,而且是被膜的材料和粘接层25的材料相互不易侵蚀的材料的组合。例如,如果采用针对有机溶剂等的稳定性良好的AIW、PIW,则与由有机材料构成的粘接层25的反应性比较低。并且,被膜的耐热性是根据其材料的玻化温度和软化温度而确定的。当长期在高温的户外使用的情况下,耐热温度为110℃以上的UEW和PEW等比较适合,耐热温度为150℃以上的EIW、耐热温度为200℃以上的AIW和PIW更加优选。
这些被膜的绝缘击穿电压大致与厚度成比例,每1微米厚度为200~300V左右。因此,0.005mm的被膜具有1KV以上的绝缘击穿电压。在薄膜太阳能电池模块产生的电压也取决于薄膜太阳能电池单元10的串联连接个数,但通常约为200V以下,只要具备约1KV的绝缘击穿电压即可。但是,考虑到长期可靠性,优选被膜的绝缘击穿电压为5KV以上,优选被膜的厚度为0.025mm以上。
电线15的绝缘被膜覆盖除与输出电极21电连接的部分以外的金属导体。电线15在内部母线区域15b中与输出电极21连接的一个面即连接面的被膜由于设置电连接部而被去除。另一方面,被去除的面相反侧的另一个面即非连接面成为附着有该被膜的状态。附着了该被膜的非连接面由于弯折区域15t而翻转并与薄膜太阳能电池单元10相对。因此,成为在内部引线区域15b中电线15的面对薄膜太阳能电池单元10的一侧附着有绝缘性被膜的状态。
关于电线15的母线区域15a与输出电极21的电连接,在本实施方式1中是通过附着于输出电极21的导电性粘接剂13进行的。导电性粘接剂13是金属膏或焊锡材料。在采用焊锡进行连接的情况下,可以从非连接面B侧推压烙铁,使相反侧的连接面A侧的焊锡溶解而连接。在这种情况下,如果是局部性的,也可以将非连接面B侧的被膜剥离。
下面,对本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的制造工序进行说明。图4(a)~(e)、图5(f)~(g)是说明本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。
首先,按照图4(a)所示,准备比输出电极21长的适当长度的带被膜电线15。附图是从带状电线15与输出电极21的连接面A侧观察带状电线15的图。然后,按照图4(b)所示,将该电线15的连接面A的母线区域15a中用于进行电连接的区域的被膜去除。为了如图所示部分地去除被膜,可以利用使用锉刀等机械去除的方法。也可以是部分地磨削金属部件的表面。然后,按照图4(c)所示,在准备好的带电池单元的基板100的输出电极21上涂敷金属膏等导电性粘接剂13。该涂敷位置是与电线15的被去除了被膜的区域对应的位置。然后,按照图4(d)所示,使电线15的连接面A与输出电极21相对,使涂敷了导电性粘接剂13的位置与被去除被膜的区域重合,使电线15和输出电极21电连接,同时实现机械粘接。被膜覆盖电线15的连接面A的相反侧即非连接面B的大致整个面。在进行粘接后,引线区域15b、15c从基板1的一个端部超出边缘。使这些超出边缘的部分在输出电极21的一个端部附近的部位V1的位置折返,形成如图4(e)所示的弯折区域15t。弯折区域15t形成于输出电极21上没有导电性粘接剂13的区域中。电线15从保护部件27取出的位置在基板1的中心附近,因而使折返方向朝向基板1的大致中心。因此,母线区域15a和引线区域15b、15c形成锐角。通过折返,非连接面B与薄膜太阳能电池单元10相对。电线15趴伏在薄膜太阳能电池单元10上,被膜覆盖内部引线区域15b的非连接面B的整个面,因而不需夹入绝缘片等,即可良好地保持电线15与薄膜太阳能电池单元10的电气绝缘性。
然后,按照图5(f)所示,以覆盖基板1的背面侧的薄膜太阳能电池单元10及输出电极21的上面的方式粘贴保护部件27。在粘贴工序中,首先将成为粘接层25的EVA等热塑性树脂片、作为保护部件27的PET膜顺序地叠放在基板1上,并且形成电线15的一个端部从在基板中央附近开口的保护部件27的开口部29引出到外部的状态。接着,利用层叠等方式进行EVA的热压接等。然后,按照图5(g)所示,以包围保护部件27的开口部29的方式安装端子盒31。将正负的外部电线35引入到端子盒31内,并与各个正负电线15电连接。也可以直接将外部电线35和电线15连接。但是,电线15比较薄,因而优选防止来自外部电线35的力直接施加给电线15而造成断裂等的构造。例如在图中示出了这样的情况,将作为由铜或铜合金构成的金属部件的端子部件33固定在端子盒31内,将外部电线35和电线15分别通过焊锡34连接于端子部件33。由于介入了端子部件33,因而即使在外部电线35被从外部拉伸的情况下,力也不会直接施加给电线15。另外,优选电线15在端子盒31内适当形成松弛部分。也可以取代电线15的外部引线区域15c,而采用较厚的金属部件引出到保护部件27的外部。另外,在利用锡焊进行连接的情况下,如果电线15是聚氨酯线(UEW)等,则不需预先去除被膜即可进行锡焊,因而作业性良好。在端子盒31内填充硅酮树脂等密封树脂,然后安装护罩以防止浸水。经过以上所述的工序完成了薄膜太阳能电池模块。
另外,如图所示,正负两根电线15在基板1的同一侧设置弯折区域15t,并以使它们的前端在基板的中央附近交叉的方式进行弯折,但也可以将弯折区域15t设为基板1的对角位置,使正负两根电线15的前端反向平行。另外,也可以是,电线15从保护部件27的取出位置不在基板中央,而是偏向任意一边或任意一个角部。各个正端子盒31和负端子盒31也可以分离设置,但从减少部件数量和低成本化的角度考虑,优选每个模块的正负的内外电线连接统一在一个端子盒31内进行。
另外,上述的模块的制造工序仅是一例,能够进行各种的工序变更。例如,也可以是,将导电性粘接剂13涂敷在电线15的预先去除了被膜的区域中,然后将电线15的导电性粘接剂13的涂敷部与输出电极21相对而连接。根据该工序,容易进行导电性粘接剂13的位置与去除了被膜的区域的重合。另外,也可以是,预先形成弯折区域15t,然后将该电线15与输出电极21连接。在这种情况下,也可以利用导电性粘接剂31将弯折区域15t固定于输出电极21。
母线区域15a的被膜的去除区域也可以是各种图案。图6(a)是表示本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的俯视图,图6(b)~(f)是表示其变形例的俯视图。这些附图均是从连接面A侧观察的图,成为纸面里侧的非连接面B基本上由被膜全面覆盖。在本实施方式1中,通过零散分布于长度方向上的导电性粘接剂13与输出电极21连接,因而仅在对应部分的周围去除被膜来形成去除区域15p。在多个去除区域15p之间残留有被膜,该部分成为与输出电极21不连接的部分。不连接部分具有缓解由于电线15的温度变化而产生于电线与基板1之间的应力的效果。另外,在该不连接部分中与输出电极21相对的面上附着有被膜,因而不连续的金属导体和输出电极21不会相互滑动,不易产生容易成为短路原因的导电性污物。另外,在导电性粘接剂13采用焊锡的情况下,由于焊锡几乎不露出于粘接层25中,因而与采用表面进行了焊锡镀覆的电线进行连接的现有技术相比,不容易产生因锡须等而导致的短路问题。另外,去除区域15p形成为使被膜残留在电线15的宽度方向的侧部及其附近。在电线15的侧部附近,被膜连续夹入连接面A和非连接面B,因而不易与金属导体剥离。另外,电线15的侧部整体由被膜覆盖,因而能够防止与在其侧部侧相邻的薄膜太阳能电池单元10的短路。
图6(b)是(a)的变形例,表示将去除区域15p扩展到电线15的宽度方向的侧部的构造。与(a)的形状相比容易制作,对输出电极21的宽度大于电线15的宽度的情况比较有效。另外,图6(c)表示沿长度方向连续形成去除区域15p的构造。由于侧部附近的被膜被留下来,因而被膜不易剥离,并且能够防止与相邻的薄膜太阳能电池单元10短路。由于能够在长度方向上连续地进行去除,因而容易进行去除加工。在图6(d)中,将被膜一直去除到(c)的侧部,形成母线区域15a的连接面A侧的被膜几乎被整面去除的形状,与(a)~(c)相比,去除加工非常容易。另外,在形成如(c)或(d)所示的连续的去除区域15p的情况下,可以在长度方向上间歇地进行与输出电极21的连接,也可以连续地进行与输出电极21的连接。
另外,图6(e)表示去除区域15p与(c)相同,但是在电线15自身进行蛇行的情况下去除区域15p成为直线状的情况。由被膜覆盖的电线15在通过轧制而形成的情况下有时会蛇行,通过如图所示使作为连接区域的去除区域15p形成为直线状,能够与直线状的输出电极21进行良好的连接,并且如果由于蛇形而超出边缘的部分被被膜覆盖,则能够防止短路。
并且,虽然优选除电连接部分之外,被膜尽可能地覆盖电线15,但也可以如图6(e)所示使去除区域15p一直形成到引线区域15b和/或15c。例如,也可以如图6(f)所示沿着电线15的连接面A侧的整个长度形成去除区域15p。只要在内部引线区域15b中成为薄膜太阳能电池单元10侧的非连接面B侧被被膜覆盖即可。由于沿着整个长度连续形成去除区域15p,因而容易进行电线15的加工。另外,也能够将外部引线区域15c的去除区域15p用于与外部电线的电连接。
如图6所示,作为在一个面(连接面A)局部去除被膜的方法,如果利用例如旋转砂轮、旋转锉刀、旋转刀具、旋转刷等机械去除的方法,则比较容易进行。在长度方向上以一定速度送进带状电线15,同时将旋转锉刀等按压在一个面上来剥离并去除被膜。通过采用使旋转锉刀或旋转刀具的宽度小于带状电线的宽度的方式,能够以带状电线的侧部残留有被膜的方式进行局部去除。另外,通过间歇地按压旋转锉刀等,能够在长度方向上形成断续的去除区域15p。另外,在能够将焊锡和被膜一起去除的情况下,不一定需要预先形成去除区域15p。
图7是表示本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的剖视图,是与输出电极21的长度方向垂直的剖视图。图7(a)表示利用绝缘性被膜15f覆盖金属导体15m全周的部分剖面,表示被膜15f被去除前或者内部引线区域15b中的非电连接部的剖面。图7(b)和(c)表示电连接部的剖面,连接面A的被膜15f被去除,而形成去除区域15p。图7(b)相当于本实施方式1的图6(a)或者其变形例的图6(c)的电线的剖面,图7(c)相当于变形例的图6(b)或(d)的剖面。在这些附图中均没有去除非连接面B侧的被膜15f。
图7(d)表示电线15通过导电性粘接剂13与输出电极21连接的部分的剖面,图7(e)是其变形例。在本实施方式1中,如图7(d)所示,电线15的金属导体15m和输出电极21的表面是平坦面,而且在连接面A的去除区域15p的两侧残留有被膜15f,因而将导电性粘接剂13的厚度设为被膜15f的厚度以上。另外,虽然在图中去除区域15p的一部分没有被导电性粘接剂13覆盖,但也可以全面覆盖。通过在电线15的侧部侧附着被膜15f,由此使得从连接部位起侧部侧的输出电极21与电线15之间的间隔变窄,能够防止导电性粘接剂13从电线15的侧部超出边缘到外侧。
在本实施方式1的图7(d)中,使电线15的宽度小于输出电极21的宽度,但也可以如变形例的图7(e)所示使电线15的宽度大于输出电极21的宽度。在这种情况下,由被膜15f覆盖的电线15的侧部位于与输出电极21相邻的薄膜太阳能电池单元10之上。在与输出电极21相邻的位置即使还有薄膜太阳能电池单元10的第2电极6,在超出边缘的部分中与薄膜太阳能电池单元10相对的连接面A侧附着有被膜,因而也能够保证电绝缘。这种构造尤其对下述情况有效,即缩小输出电极21的宽度来扩大对光电转换有效的面积,并且增大电线15的截面积,降低输出的电阻损耗。例如,也可以使去除区域15p的宽度小于输出电极21的宽度,使去除区域15p重合在输出电极21的区域内。
图8(a)是说明本实施方式1的薄膜太阳能电池模块的电线的弯折区域15t周围的构造的俯视图,图8(b)是表示变形例的构造的俯视图。在本实施方式1中,仅在母线区域15a形成去除区域15p,因而不仅内部引线区域15b的薄膜太阳能电池单元10侧,其相反侧也被被膜全面覆盖。因此,作为线材的金属导体15m不会露出于粘接层25中,不会产生由于金属导体15m和粘接层25在该露出界面接触而长期变质的问题。根据图8(b)的构造,在粘接层25是分解并产生酸性物质的材料时,能够防止金属导体15m慢慢腐蚀,即使是金属导体15m的金属离子与粘接层25反应的材料的组合时,也能够防止它们发生反应。另一方面,在变形例的图8(b)中,电线15的去除区域15p如图6(e)所示一直连续形成到内部引线区域15b。在这种情况下,由于在薄膜太阳能电池单元10侧附着有被膜,因而也能够防止与电池单元的短路。由于使去除区域15p的长度稍大于输出电极21的长度,因而即使长度方向上的去除区域15p与导电性粘接剂13的重合精度较低时,也容易进行制造。另外,如图所示,被膜也附着于电线15的侧部,因而能够实现可靠性长期较高的绝缘。
以上所述的本实施方式1的薄膜太阳能电池模块是以下这样的薄膜太阳能电池模块:即,电线15具有:母线区域15a,其与输出电极21同样地在一个方向上较长延伸,并且金属导体15m的连接面A与输出电极21相对并连接;弯折区域15t,其以延伸方向相对于母线区域15a变化的方式进行折返;以及内部引线区域15b,其从弯折区域15t向保护部件27的外部进行引导。并且,该电线15是具有作为金属薄板的线材的、比输出电极21长的带状金属导体15m、和在金属导体15m的表面烧结绝缘涂料而形成的比金属导体15m的厚度薄的被膜15f的被覆电线。并且,在母线区域15a中,在金属导体15m的与输出电极21相反侧的非连接面B附着有被膜15f,电线15在弯折区域15t中折返,由此与薄膜太阳能电池单元10相对的非连接面B在内部引线区域15b中被被膜15f覆盖。
另外,这种薄膜太阳能电池模块的制造方法包括如下的工序:准备带电池单元的基板100;准备电线15,该电线15是具有比输出电极21长的带状金属导体15m、和在该金属导体15m的表面烧结绝缘涂料而形成的比金属导体的厚度薄的被膜15f的被覆电线;在电线15中形成母线区域15a、弯折区域15t和内部引线区域15b,将母线区域15a与输出电极21连接;将覆盖薄膜太阳能电池单元10和输出电极21的保护部件27粘贴在带电池单元基板100上。并且,进行连接的工序包括:当在母线区域15a中成为输出电极21相反侧的金属导体15m的非连接面B上附着有被膜15f的状态下,将成为输出电极21侧的面上的被膜15f去除;在弯折区域15t中以使附着有被膜15f的非连接面B与薄膜太阳能电池单元10相对的方式进行折返;在内部引线区域15b中使被所述被膜覆盖的非连接面B与薄膜太阳能电池单元10相对并趴伏于薄膜太阳能电池单元10上。
通过使用比输出电极21长的带状电线15形成以使延伸方向变化的方式进行折返的弯折区域15t,能够利用一根电线实现母线区域15a和引线区域15b。因此,在其中途不存在连接不同部件的连接点,不会产生由于在长期使用中连接点恶化而使得发电特性下降的问题。在母线区域15a中,在非连接面B侧附着有被膜,因而绝缘性良好,能够抑制与粘接层的反应。另外,在母线区域15a中,在除与输出电极21连接的区域之外的区域中附着有绝缘性的被膜15f,因而不易产生与相邻的薄膜太阳能电池单元10的短路。另外,由于采用具有通过烧结绝缘涂料形成的比金属导体15m的厚度薄的被膜15f的电线15,因而容易以折返方式进行弯折,即使进行弯折被膜15f也几乎不剥离。通过进行折返,能够容易进行内部引线区域15b中的与薄膜太阳能电池单元10之间的电绝缘,因而能够简化制造工序。并且,由于弯折区域15t能够变薄,因而能够使保护基板27与基板1之间比较窄,能够减少粘接层25的使用量。能够省去准备不同的电线部件和将这些电线部件连接的工序。并且,由于粘接层25与金属导体直接接触的部分比较少,因而也能够防止粘接层25的材料与金属导体的反应等,能够实现可靠性长期较高的模块。
<实施方式2>
图9是表示本实施方式2的薄膜太阳能电池模块的分解构造的立体图。并且,图10是从背面侧观察使图2所示的构造成为一体的本实施方式2的薄膜太阳能电池模块的立体图及局部剖视图。图10(a)表示将图9中的各个部件进行装配后的完成状态图,图10(b)是电线15的取出周围的与基板1周缘垂直的方向的剖视图。
本实施方式2的薄膜太阳能电池模块的保护部件与实施方式1不同,保护部件51采用与基板1相同的材料。有代表性的是基板1和保护部件51都是玻璃材料。与实施方式1同样地利用粘接层25将基板1和保护部件51粘接。在保护部件51和基板1都由玻璃材料构成的情况下,得到与夹层玻璃相同的抗冲击性良好的构造。优选保护部件51是与基板1大致同质的、热膨胀系数接近的部件。由于保护部件51由与基板1相同的硬质材料构成,所以如果热膨胀系数不同,在产生温度变化时所粘贴的模块构造就会容易变形和破损。另外,保护部件51侧不是太阳光的入射侧,因而光学特性、厚度、表面加工处理等可以与基板1不同。
也能够在由玻璃等构成的保护部件51设置贯通孔来将电线15取出到外部,而在本实施方式2中,如图10(b)所示,将电线15从基板1与保护部件51的粘贴侧面取出到保护部件51外部。不需要开孔加工,因而容易制造。另外,在图中示出了从粘接层侧面25s引出到外部的情况,但也可以从粘接层25以外的密封部件等引出。从粘贴侧面引出到外部的电线15还可以利用其它树脂等覆盖。
如图9和图10(a)所示,正负两根电线15以在粘贴内部接近的方式进行弯折,并且与基板1的周缘部大致垂直地引出到外部。为了这样取出电线15,在将基板1和保护部件51进行粘贴的内部,正负两根电线15中的至少一根电线15形成有多个弯折部。除输出电极21之上的弯折区域15t之外,在内部引线区域15b形成有第2弯折区域15w。在图中示出了在各个正负电线15形成各两处弯折部的情况。也可以使各根电线15的弯折区域形成为三处以上。另外,也可以是,一根电线不形成弯折区域而直接从侧面引出,另一根电线以接近该电线侧的方式在内部进行弯折。
从粘贴侧面取出的电线15的外部引线区域15c沿着保护部件51的侧面在背面侧弯折。在图中虽然没有示出,但是可以利用粘接剂等将被弯折后的电线15和保护部件51之间粘接。也可以是,在电线15被取出的侧面涂敷粘接剂或密封材料,利用这些粘接剂或密封材料对被取出的电线15进行粘接和保护。
在背面侧弯折的电线15被引导到固定在保护部件51背面的端子盒31内。在本实施方式2中,从矩形基板1的一边的中央附近起,正负两根电线15接近并引出到外部,因而在紧挨其出口的背面侧设置端子盒31。并且,形成为在作为电线15的出口的侧面安装保护罩来保护电线15的构造。另外,如图所示,使端子盒31的一个面以覆盖基板1的侧面的方式延伸而形成为保护罩部31b。保护罩部31b与端子盒主体31a连接,电线15以不露出于外部的方式被引导到与外部电线35连接的端子盒主体31a内,并与外部电线35连接。图10(b)表示在外部电线35的导线上形成槽,将电线15的金属导体15m的前端插入该槽中进行连接的构造。电线15形成为在端子盒31内具有松弛部分的构造,并且是不容易由于来自外部的应力而断线的构造。另外,端子盒31内的连接构造不限于这种构造,能够进行各种变更。
下面,说明这种模块的制造工序。图11(a)~(e)、图12(f)~(g)、图13(h)是说明本实施方式2的薄膜太阳能电池模块的组装工序的局部俯视图。在图11中,准备带被膜的带状电线15(图11(a)),在其母线区域15a的连接面A形成被膜去除区域(图11(b)),在带电池单元的基板100的输出电极21的上面涂敷导电性粘接剂13(图11(c)),通过导电性粘接剂13将电线15的母线区域15a和输出电极21连接并固定(图11(d)),这些与实施方式1相同。
然后,在输出电极21的一端附近的位置V4将电线15折返来形成弯折区域15t(图11(e)),在进行弯折时使电线15沿着基板1的周缘。在本实施方式2中,如图所示,基板1是矩形,输出电极21沿着其一边形成,因而在弯折区域15t中以大致垂直的方式进行弯折,使内部引线区域15b沿着基板1的另一边趴伏。
然后,按照图12(f)所示,在内部引线区域15b的合适位置V5再次弯折来形成第2弯折区域15w,使电线15的外部引线区域15c与基板1的周缘部大致垂直地将电线15引出。在该状态下,进一步使保护部件51重合并粘接于基板1(图12(g))。另外,同样将电线15与另一个输出电极21连接,形成正负两根电线相互接近地从粘贴侧面引出到外部的构造。
然后,按照图13(h)所示,使外部引线区域15c在背面侧弯折,将端子盒31安装于保护部件51的背面侧。在端子盒31的内部,通过焊锡连接34等将外部电线35和电线15连接,将端子盒31密封。如图13所示,在从背面侧观察时,端子盒31的一部分从侧面超出边缘,利用该超出边缘部分覆盖电线15的出口。
另外,在本实施方式2中对电线15进行多次折返,因而在内部引线区域15a中,优选被膜不仅附着在非连接面B,而且也附着在连接面A。并且,优选在外部引线区域15c中也整个面附着有被膜。
如上所述在保护部件51使用与基板1相同的材料的情况下,薄膜太阳能电池单元10和内部电线的机械保护和耐环境特性良好,但是过去往往是电线的取出构造复杂,导致部件增多,加工变困难。在本实施方式2中,线材采用具有比输出电极21长的带状金属导体、和在金属导体表面烧结绝缘涂料形成的比金属导体的厚度薄的绝缘被膜的电线15,因而能够保持与薄膜太阳能电池单元10的电绝缘,而且能够自由调整其取出位置。另外,也能够缩小保护部件51与基板1的粘贴间隔,能够减少粘接层25的量。另外,正负电线15中至少一方形成为设置多个弯折区域并从粘贴侧面取出以使得电线彼此接近的构造,而且是引导到在其背面侧设置的端子盒31内的构造,因而端子盒31可以是一个,能够大幅减少使用的部件。另外,使端子盒31的一个面在基板1的侧面延伸来形成保护罩部31,将电线15以不露出于外部的方式引导到与外部电线35进行连接的端子盒主体31a内,因而能够保护电线15不受机械方面及外部环境影响,能够实现可靠性长期较高的模块。
<实施方式3>
本实施方式3的薄膜太阳能电池模块虽然与实施方式1和2相同,但其特征在于对弯折区域15t进行了加强。图14是本实施方式3的薄膜太阳能电池模块的弯折区域15t周围的局部俯视图及剖视图。图14(b)是将图14(a)中的虚线X1-X2沿基板厚度方向切断时的剖视图。电线15的连接面A侧的被膜的去除区域15p也形成于弯折区域15t。在成为电线15折返后的连接面A的外侧的去除区域15p粘贴有金属箔等较薄的导电部件61。由于附着有跨越被折返的导体部件之间进行电连接的导电部件61,因而能够实现折返部的机械强化和电气强化。由此,能够抑制弯折区域15t中的金属导体产生龟裂和电阻增加,实现可靠性长期较高的模块。从机械强化的角度考虑,导电部件61优选金属箔等,但从电气强化的角度考虑也优选导电性涂料。这些导电部件61可以预先粘贴于折返的位置,也可以在形成弯折区域15t后形成。通过粘贴导电部件61,电线15的厚度增加,因而优选导电部件61是比电线15的金属导体薄的材料。另外,只要所粘贴的导电部件61不超出边缘到相邻的薄膜太阳能电池单元10侧即可。
图15是本实施方式3的薄膜太阳能电池模块的变形例的弯折区域15t周围的局部俯视图及剖视图。图15(b)是将图15(a)中的虚线X3-X4沿基板厚度方向切断时的剖视图。形成为在弯折区域15t的非连接面B设置去除被膜的区域,将导电部件62夹在该被折返的导体部件之间的构造。导电部件62是金属箔或导电性粘接剂等。利用导电部件62能够实现折返部的机械强化和电气强化。导电部件62是在形成弯折区域15t之前进行设置而夹入的。由于是导电部件62被电线15包围的构造,因而不易产生导电部件62的劣化。
也可以是,电线15是聚氨酯线,所夹入的导电性粘接剂是焊锡。在将焊锡材料夹入到弯折区域15t内的状态下,从折返外侧推压烙铁进行加热。由此,即使不预先去除被膜,被膜也在焊锡熔融时被去除,焊锡能够将金属导体之间连接,制作非常简单。
图16是本实施方式3的薄膜太阳能电池模块的变形例的弯折区域15t周围的局部俯视图及剖视图。图16(b)是将图16(a)中的虚线X5-X6沿基板厚度方向切断时的剖视图。具有弯折区域15t在被折返的电线15的侧部附近设置去除了被膜的区域,并在该部分粘贴金属箔等导电部件63的构造。在形成弯折区域15t后,利用锉刀等将被折返的电线15的侧部在连接面A侧的一部分及其附近的折返前的电线15在非连接面B侧的一部分的被膜去除,然后将导电部件63粘贴于金属导体。由于是这样在形成弯折区域15t后容易制作的构造,如图所示将被膜的去除区域15p设于输出电极21区域上,因而不易产生与薄膜太阳能电池单元10的短路。
另外,作为对弯折区域15t进行机械强化的方法,电线15的被膜也可以采用自熔合性的材料。例如,如果将被膜的表面设为由聚酰氨等构成的熔合层,则能够在弯折区域15t中对相对的各个非连接面B进行加热使熔合。熔合用的加热可以利用粘贴保护部件27时的热量,还可以在粘贴之前进行熔合处理。由于利用被膜对折返构造进行固定,因而机械强度增加,能够实现可靠性长期较高的模块。如果熔合层采用软化温度比粘接层25的材料高的材料,则加强效果进一步提高。
以上的弯折区域15t的加强构造也适用于第2弯折区域15w等,并能够得到相同的效果。
<实施方式4>
本实施方式4的薄膜太阳能电池模块的基本构造与实施方式2相同,但是在保护部件51与基板1之间夹入间隔体的构造。图17是本实施方式4的薄膜太阳能电池模块的局部俯视图及剖视图。图17(a)是从背面侧观察粘贴保护部件51之前的状态的基板1的局部俯视图,图17(b)是沿着(a)中的虚线X7-X8在基板厚度方向上切断时的剖视图。
如图所示,从上面观察呈薄板小片状的多个间隔体71被夹在基板1与保护部件51之间。间隔体71是能够夹在保护部件51与基板1之间的最大厚度的构造体。间隔体71用于使在利用粘接层25将保护部件51和基板1粘接时的间隔在面内保持基本固定、分散粘接的应力,由此保护内部不受应力导致的损害。间隔体71的形状例如可以是从上面观察时一边或者直径约为3~10mm的四方形或者圆形等。也可以是沿着基板1的周缘的细长形状的间隔体。间隔体71的厚度至少为电线15的2倍以上的厚度。例如,如果带被膜的电线15的厚度例如是0.15mm,则间隔体71至少为0.3mm以上,优选设为3倍左右的0.45mm等。并且,优选设为弯折区域15t的厚度以上。在如实施方式3那样粘贴导电部件的情况下,可以设为也考虑了该导电部件的厚度的厚度。由此,即使将保护部件51和基板1进行粘贴,弯折区域15t也不会由于它们的粘贴而被直接加压。由于形成为压力不集中施加给弯折区域15t的构造,因而能够防止弯折区域15t因应力而劣化,能够得到可靠性较高的模块。
间隔体71的材料优选是电绝缘性的材料,而且是比粘接层25的材料硬质的材料。并且,在粘接层25使用EVA对保护部件27进行热压接的情况下,优选即使在该热压接时的处理温度下进行处理也能保持适当的硬度和形状的材料。另一方面,为了防止损伤薄膜太阳能电池单元10等,优选具有适当柔软度和柔软性的材料。例如,作为间隔体71的材料,氨酯橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶等热固性树脂系列弹性体、软化温度为热压接时的处理温度以上的热塑性弹性体等比较适合。
间隔体71的设置位置优选避开薄膜太阳能电池单元10的背面侧,设于弯折区域15t的附近。例如,在图17中输出电极21位于基板1的周缘附近,因而将间隔体71a配置在弯折区域15t与基板1的周缘之间。另外,虽然不在弯折区域15t的附近,但由于将间隔体71a设于矩形基板的角部附近,因而也在相反侧的角部附近配置间隔体71b。通过在相对于基板1的中心大致对称的位置处配置多个间隔体71,能够使保护部件51与基板1的间隔大致均匀。
另外,也可以取代上述的间隔体71,而制作将带被膜的电线15折返多次得到的产品作为间隔体。将不需要另外准备间隔体71的材料。另外,也可以将弯折区域15t相反侧的电线15的一端折返多次,作为间隔体71b的代用品。该相反侧的电线15的一端无助于电连接,因而金属导体在弯折加工时或由于被基板和保护部件夹持的应力而产生了断线也无妨,容易进行制作。例如,在将间隔体71的厚度设为电线15的厚度的大约3倍的情况下,可以制作电线15的折返3次的部分。另外,也可以是,虽然电线15的使用量增多,但在母线区域15a中制作诸如沿输出电极21的长度方向重合折叠的较长的折返构造,将此作为间隔体71。间隔体71延长,相应地应力集中得到分散,并且能够利用该应力使输出电极21与电线15之间的连接变牢靠。
另外,也可以在内部引线区域15b中途的第2弯折区域15w的附近设置间隔体71c。如图所示在正负的两根电线15从对接面的侧面引出的情况下,例如在两根电线15之间设置间隔体71c。在图中是一部分到达薄膜太阳能电池单元10的背面,但优选尽可能设置在基板周缘附近的没有电池单元的区域中。利用设置在电线15的出口附近的间隔体71c,使得该部分的保护部件51与基板1之间的间隔比电线15的厚度厚,能够防止电线15被保护部件51或基板1的角部强力夹住而断线。
<实施方式5>
本实施方式5的薄膜太阳能电池模块与实施方式1和2同样地采用带被膜的电线15,但母线区域15a的被膜的去除区域15p不同。在母线区域15a中,去除区域15p形成于带状电线的一个侧部,另一个侧部被被膜覆盖。并且,对于与一个侧部连接的连接面A侧及非连接面B侧的一部分也去除了被膜。保持在另一个侧部以及与该侧部连续的连接面A侧及非连接面B侧附着有被膜的状态。
图18是说明本实施方式5的薄膜太阳能电池模块的组装工序的俯视图。首先,按照图18(a)所示,准备比输出电极21长的适当长度的带被膜的薄板电线15。附图是从带状电线15与输出电极21的连接面A侧观察带状电线15的图。然后,按照图18(b)所示,将该电线15的一个侧部和与其连续的连接面A侧、和非连接面B侧的一部分的被膜去除。保持在另一个侧部以及与该侧部连续的连接面A侧及非连接面B侧附着有被膜的状态。例如,将电线15的一个侧部插入接近到大致为金属导体厚度的两个旋转砂轮之间,并在长度方向上移动,由此能够形成这种去除区域15p。
然后,按照图18(c)所示,在电线15的去除区域15p涂敷金属膏等导电性粘接剂13。然后,按照图18(d)所示,使电线15的连接面A与输出电极21相对,使涂敷了导电性粘接剂13的位置和去除被膜的区域重合,将电线15和输出电极21进行电连接,并进行机械粘接。如图所示,在输出电极21位于基板1的一个侧部的情况下,也可以使电线15的附着有被膜的另一个侧部面向薄膜太阳能电池单元10,使涂敷了导电性粘接剂13的一个侧部侧面向基板1的外侧来进行连接。附着有被膜的另一个侧部也可以超出边缘到相邻的薄膜太阳能电池单元10上。
然后,在输出电极21的一个端部附近V6将电线15折返,形成如图18(e)所示的弯折区域15t。也可以是,使去除区域15p一直形成到弯折区域15t的侧部,与实施方式3相同地利用导电性粘接剂13将折返部分之间连接。以后的工序与实施方式1或2相同,因而省略。
图19是本实施方式5的薄膜太阳能电池模块的局部剖视图,是将电线15与输出电极21连接的部分沿长度方向垂直地切断的部分的剖视图。如图所示,仅在电线的一侧与输出电极21连接。
在上述说明中,输出电极21与电线15的连接使用了导电性粘接剂13,但也可以是利用超声波等直接将去除区域15p焊接于输出电极21的方法。如果采用焊接,则能够减少使用材料。
在以上所述的本实施方式5中,在母线区域15a中,仅在电线15的一个侧部侧形成去除区域15p并与输出电极21连接,因而在另一个侧部及其附近的连接面A附着有绝缘性的被膜,在输出电极21的宽度较小的情况下或增大了电线15的截面积的情况下,都能够实现与相邻的薄膜太阳能电池单元10的电绝缘性良好的连接构造。另外,由于在另一个侧部的非连接面B侧也附着有被膜,因而能够减小电线15与粘接层25的界面劣化。通过使去除区域15p从带状电线的宽度中央起形成于包括任意一个侧部的单侧范围内,能够使输出电极21的宽度变细到电线15的宽度的一半程度。另外,仅在去除一个侧部及其紧邻的附近的被膜来形成去除区域15p的情况下,能够使输出电极21的宽度极细。
只要去除区域15p仅形成于一个侧部附近、且另一个侧部侧被被膜覆盖即可,因而也可以是在一个侧部或非连接面B侧残留有被膜的状态。另外,也可以不连续地去除一个侧部的被膜,而是断续地去除一个侧部的被膜。
如上所述,在本发明中电线采用带被膜的线,因而能够长期保持良好的可靠性,且容易制造。另外,如果在技术方面没有问题,则也可以将在以上任意一个实施方式中叙述的结构的一部分与另一个实施方式进行组合。另外,针对一个输出电极21设置一根电线15,但也可以沿长度方向进行分割并将多根电线15连接。弯折区域15t也可以不在输出电极21的一个端部附近。另外,也可以是,针对一个输出电极21,在长度方向的两端设置弯折区域15t,从两侧通过引线区域输出到外部。关于弯折区域15t是向外折还是向内折,可以根据工序状况和去除区域15p的形状适当选择。
另外,在上述说明中,电线采用了带被膜的线,然而也能够使用没有被膜的带状电线实现诸如实施方式2那样的将电线在内部折返多次的构造或保护其外部的护罩构造、诸如实施方式4那样的将电线弯折形成的间隔体等的构造。无论在哪种情况下,都能够得到各种构造具有的效果。
产业上的可利用性
本发明的薄膜太阳能电池模块及其制造方法能够提高长期使用太阳能电池模块时的可靠性,并且简化其制造工序。
标号说明
1基板;2第1电极;4光电转换层;6第2电极;10薄膜太阳能电池单元;13导电性粘接剂;15电线;15a母线区域;15b内部引线区域;15c外部引线区域;15t弯折区域;15f被膜;15m金属导体;15p去除区域;15w第2弯折区域;19槽;21输出电极;25粘接层;25s粘接层侧面;26开口部;27保护部件;29开口部;31端子盒;31a端子盒主体;31b保护罩部;33端子部件;34焊锡;35外部电线;51保护部件;61、62、63导电部件;71、71a、71b、71c间隔体;100带电池单元的基板;A连接面;B非连接面;V1、V2、V4、V5、V6、V7弯折部位。

Claims (16)

1.一种薄膜太阳能电池模块,其具有:基板,其具有被串联连接的多个薄膜太阳能电池单元和在所述串联连接的端部在一个方向上长的输出电极;保护部件,其粘贴于所述基板上,覆盖所述多个薄膜太阳能电池单元和所述输出电极;以及电线,其将电力从所述输出电极引导到所述保护部件的外部,所述电线具有:母线区域,其在所述一个方向上延伸并与所述输出电极连接;弯折区域,其以延伸方向相对于所述母线区域变化的方式折返;以及引线区域,其从所述弯折区域向保护部件的外部引导,所述薄膜太阳能电池模块的特征在于,
所述电线是具有被膜和由金属薄板构成的线材的薄板被覆电线,该被膜是在所述线材的表面烧结绝缘涂料而形成的,厚度比所述线材的厚度薄,
在所述母线区域中,所述电线的一个面的所述被覆被去除,所述电线与所述输出电极电连接,所述电线的另一个面处于附着有所述被膜的状态,
附着有所述被膜的所述电线的另一个面在所述弯折区域中折返,并在所述引线区域中与所述薄膜太阳能电池单元相对。
2.根据权利要求1所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述被膜在所述母线区域中,在所述一个面除与所述输出电极连接的区域之外具有附着有所述被膜的区域。
3.根据权利要求2所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述一个面附着有所述被膜的区域包括所述电线的一个侧部整体。
4.根据权利要求3所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述母线区域中,所述电线的所述一个侧部位于相邻的薄膜太阳能电池单元之上。
5.根据权利要求2~4中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述母线区域中与所述输出电极连接的区域形成于从所述电线的宽度中央起包括任意一个侧部的范围内。
6.根据权利要求2~4中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述电线的所述一个面具有所述母线区域、所述弯折区域、和与所述引线区域连续并被去除了所述被膜的区域。
7.根据权利要求1~6中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述弯折区域中具有将被弯折的所述金属导体之间电连接的导电部件。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,在所述弯折区域中,被弯折而相对的所述被膜彼此熔合。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,与正负输出电极中的至少一方连接的电线以接近与另一方输出电极连接的电线的方式在所述弯折区域中被弯折,然后在所述引线区域中以从所述基板的周缘引出到外部的方式折返,两根电线从所述基板与所述保护部件的粘贴侧面起接近并引出到外部。
10.根据权利要求9所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述薄膜太阳能电池模块具有:端子盒,其设置在所述保护部件的背面;以及保护罩部,其覆盖引出正负的所述两根电线的所述基板与所述保护部件的粘贴侧面,
所述保护罩部与所述端子盒相连,正负的所述两根电线在所述保护罩部内通过并被引导到所述端子盒内。
11.根据权利要求1~10中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述基板及所述保护部件由玻璃材料构成,在所述基板与所述保护部件之间夹入有厚度比所述电线的2倍厚的间隔体。
12.根据权利要求11所述的薄膜太阳能电池模块,其特征在于,所述间隔体是将所述带被膜的电线折返而形成的。
13.一种薄膜太阳能电池模块的制造方法,
所述薄膜太阳能电池模块具有:基板,其具有被串联连接的多个薄膜太阳能电池单元和在所述串联连接的端部在一个方向上长的输出电极;保护部件,其粘贴于所述基板上,覆盖所述多个薄膜太阳能电池单元和所述输出电极;以及电线,其将电力从所述输出电极引导到所述保护部件的外部,
所述电线具有:母线区域,其在所述一个方向上延伸并与所述输出电极连接;弯折区域,其以延伸方向相对于所述母线区域变化的方式折返;以及引线区域,其从所述弯折区域向保护部件的外部引导,
所述薄膜太阳能电池模块的制造方法的特征在于,其包括如下的工序:
准备所述基板的工序;
准备所述电线的工序,该电线是具有被膜和由金属薄板构成的线材的薄板被覆电线,该被膜是在所述线材的表面烧结绝缘涂料而形成的,厚度比所述线材的厚度薄;
连接工序,在所述母线区域中,将所述电线的一个面的所述被覆去除,将所述电线与所述输出电极电连接,使所述电线的另一个面处于附着有所述被膜的状态;
设置所述电线的工序,使附着有所述被膜的所述电线的另一个面在所述弯折区域中折返,并在所述引线区域中与所述薄膜太阳能电池单元相对。
14.根据权利要求13所述的薄膜太阳能电池模块的制造方法,其特征在于,所述被覆的去除是以使在所述一个面部分地残留所述被膜的方式将所述被膜去除。
15.根据权利要求13或14所述的薄膜太阳能电池模块的制造方法,其特征在于,所述被覆的去除包括使用旋转砂轮、旋转锉刀、旋转刀具、旋转刷中任意一种来机械地去除所述被膜。
16.根据权利要求13~15中任意一项所述的薄膜太阳能电池模块的制造方法,其特征在于,在将所述电线的所述母线区域与所述输出电极连接之前,在所述一个面的去除了所述被膜的区域中涂敷导电性粘接剂,利用该导电性粘接剂将所述母线区域与所述输出电极连接。
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