CN102763228A - 太阳能电池组件及太阳能电池组件的制造方法 - Google Patents

太阳能电池组件及太阳能电池组件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的课题在于提供一种在金属树脂复合基材上形成太阳能电池（发电元件）型的、能简单制造的、耐久性优异的太阳能电池组件。解决本课题的方法是太阳能电池组件10具备层积了以下结构的构成/结构：熔点在125℃以上的树脂层16b被金属层16a夹层于中间形成的金属树脂复合基材16、下部封隔层15及/或接合层15b、发电元件基材14、具有夹层于一对电极间的发电层的发电元件13、上部封隔层12、耐候性层11。

Description

太阳能电池组件及太阳能电池组件的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及太阳能电池组件、太阳能电池组件的制造方法。
背景技术
[0002]历来，作为建筑材料，使用有“将PE（聚乙烯）片等制芯材料用铝片夹层而得的构件”。
[0003]若在这样的构件（以下记为金属树脂复合基材）上形成太阳能电池，则可容易地通过各种各样的建筑物进行太阳能发电。因此，有人开发了一种在“将PE片用铝片夹层而得的构件”上用接合剂贴装太阳能电池而成的太阳能电池组件（例如、参照专利文献1）。但是，该太阳能电池组件（以下记为现有组件）在加工时，太阳能电池容易从金属树脂复合基材上脱落下来。此外，现有组件即使在未加工状态下使用，在相对短的时间内，太阳能电池也容易从金属树脂复合基材脱落下来。
现有技术文献
专利文献
[0004][专利文献1]日本专利特开2002-151718号公报
发明内容
[0005]因此，本发明的课题在于，提供一种在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池（发电元件）型的耐久性优异的太阳能电池组件、能简单制造在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池型的耐久性优异的太阳能电池组件的“太阳能电池组件的制造方法”。
[0006]为了解决上述课题，本发明的太阳能电池组件具备：熔点在125℃以上的树脂层被金属层夹层的金属树脂复合基材；位于金属树脂复合基材之上的下部封隔层及/或接合层；位于下部封隔层或接合层之上的、具有夹层于一对电极之间的发电层的发电元件。
[0007]即，本发明的太阳能电池组件，由于具备熔点高于PE膜（熔点＝120℃）的树脂层被金属层夹层于其中的金属树脂复合基材，故在制造时，可进行温度高于现有组件的高温热层压处理。于是，热层压的温度较高时，其金属树脂复合基材·太阳能电池间的接合性就更好，这样本发明的太阳能电池组件，可以说是一种在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池型的耐久性优异的太阳能电池组件。
[0008]在本发明的太阳能电池组件之中，可设置位于发电元件之上的上部封隔层、位于上部封隔层之上的耐候性层。此外，在实现本发明的太阳能电池组件时，可在金属树脂复合基材·下部封隔层及/或接合层间、下部封隔层及/或接合层·发电元件基材间、发电元件·上部封隔层间、上部封隔层·耐候性层间插入其它层。另，作为其它层，可列举接合剂层、基层、波长转换功能层、UV吸收层、调色层、不燃层、缓冲层等。
[0009]在实现本发明的太阳能电池组件时，优选发电元件基材位于下部封隔层之上，上部封隔层的厚度在30μm以上、800μm以下（更优选60μm以上、600μm以下，进一步优选100μm以上、400μm以下、最优选150μm以上、300μm以下），且发电元件基材的厚度比上部封隔层的厚度薄。因为如果这样设定上部封隔层、发电元件基材的厚度，可使上部封隔层显示出作为“吸收因组件温度的变化而产生的、耐候性层与位于上部封隔层之下的层之间的伸缩量差异的层”及“冲击吸收层”的功能。
[0010]在实现本发明的太阳能电池组件时，为了使太阳能电池组件易于固定于其它构件（建筑物的墙壁等），可使太阳能电池组件的形状呈现出周边部分向受光面方向相反的方向弯折的形状。此外，也可将太阳能电池组件的形状加工成易于覆盖（装饰）壁面交叉部等的形状，即、加工成曲面形状。
[0011]此外，作为本发明的太阳能电池组件的发电元件基材，可使用各种各样的材料。例如，作为发电元件基材，可使用金属薄片，或者熔点在85℃以上、350℃以下的树脂膜，或者金属薄片与熔点在85℃以上、350℃以下的树脂膜的积层体。
[0012]接着，作为本发明的太阳能电池组件的制造方法，含有金属树脂复合基材、下部封隔层、具有夹层于一对电极之间的发电层的发电元件的太阳能电池组件，与作为金属树脂复合基材的、熔点在125℃以上的树脂层被金属层夹层于其中的构件以及太阳能电池组件的其它各构成要件进行层积，通过热层压使被层积的构成要件群组一体化来进行制造。因此，根据该制造方法，可简单地制造在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池（发电元件）型的耐久性优异的太阳能电池组件。
[0013]本发明的太阳能电池组件的制造方法可以是将金属树脂复合基材、下部封隔层、发电元件基材、发电元件、上部封隔层、耐候性层，依次按照顺序进行层积了的制造太阳能电池组件的方法。
发明的效果
[0014]根据本发明，可实现在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池型的耐久性优异的太阳能电池组件。
附图说明
[0015]图1A是本发明的一实施方式所涉及的太阳能电池组件的主要部位的截面图。
图1B是实施方式所涉及的太阳能电池组件的主要部位的截面图。
图1C是实施方式所涉及的太阳能电池组件的主要部位的截面图。
图2是用于说明实施方式涉及的太阳能电池组件的构成例的平面图。
图3是实施方式涉及的太阳能电池组件的加工例的说明图。
图4是实施方式涉及的太阳能电池组件的安装例的说明图。
图5是实施方式涉及的太阳能电池组件的其它加工例的说明图。
图6是本发明的第1实施例涉及的太阳能电池组件的耐候性加速试验结果显示图。
图7是第1实施例涉及的太阳能电池组件的氙气灯光照射试验结果显示图。
图8是第1实施例涉及的太阳能电池组件的冰冻凝结试验结果显示图。
图9是第1实施例涉及的太阳能电池组件的高温高湿试验结果显示图。
图10是本发明的第2实施例涉及的太阳能电池组件的耐候性加速试验结果显示图。
图11是第2实施例涉及的太阳能电池组件的高温高湿试验结果显示图。
图12是本发明的第3～第5实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池的特性评价结果显示图。
图13是本发明的第6实施例涉及的太阳能电池组件的构成图。
符号说明
10，20 太阳能电池组件
11     耐候性层
12     上部封隔层
13     发电元件
14     发电元件基材
15     下部封隔层
15b    接合层
16     金属树脂复合基材
16a    金属层
16b    树脂层
19     组件固定用孔
23     树脂砂发电元件
30     角钢
具体实施方式
[0016]以下参照图片对本发明的实施方式进行详细说明。
[0017]图1A～图1C中显示的是本发明的一实施方式所涉及的太阳能电池组件10的主要部位的截面图。
[0018]如图1A～图1C所示，本实施方式涉及的太阳能电池组件10具有从上至下，依次层积有耐候性层11、上部封隔层12、发电元件13、发电元件基材14、下部封隔层15及/或接合层15b及金属树脂复合基材16的构成（结构）。
[0019]另，在各图所示的太阳能电池组件10的构成要件中，本发明的太阳能电池组件中所必须的构成要件只是发电元件13、下部封隔层15及/或接合层15b及金属树脂复合基材16。即，本发明的太阳能电池组件也能实现仅由发电元件13、下部封隔层15及金属树脂复合基材16构成的太阳能电池组件（参照图1A）；仅由发电元件13、下部封隔层15、接合层15b及金属树脂复合基材16构成的太阳能电池组件（参照图1B）；仅由发电元件13、接合层15b及金属树脂复合基材16构成的太阳能电池组件（参照图1C）等。
[0020]〔金属树脂复合基材16〕
作为太阳能电池组件10的构成要件所使用的金属树脂复合基材16，是具有熔点在125℃以上的树脂层16b被一对金属层16a夹层于其中的构成/结构的构件。另，太阳能电池组件10是设置为经热层压进行制造而开发（各构成要件的一体化：详见后述）的组件。接着，由于树脂层16b的熔点越高，则可将提高热层压时的加热温度，故可以获得耐久性（在屋外的耐环境性）优异的太阳能电池组件。因此，树脂层16b的熔点（树脂层16b的构成树脂的熔点）更优选135℃以上、进一步优选145℃以上、特别优选155℃以上。此外，为了使金属树脂复合基材16易于制造，树脂层16b的熔点优选290℃以下、更优选250℃以上、特别优选200℃以上。
[0021]作为树脂层16b的构成树脂，可使用各种树脂。具体地，树脂层16b的构成树脂可使用例如、聚丙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚酰胺6、聚酰胺66、它们的混合物或者它们的共聚物。此外，树脂层16b的构成树脂可以含有磷酸酯化合物、氯化石蜡等卤素化合物、氧化锑、氢氧化锑、硼酸钡、玻璃纤维等无机物，也可通过任意方法使之发泡。
[0022]树脂层16b的厚度应基于所选择的树脂的物性，考虑金属树脂复合基材16的重量和机械强度之间的权衡关系来进行决定，树脂层16b的厚度通常在0.5mm以上、优选1mm以上、更优选1.5mm以上、最优选2mm以上。此外，树脂层16b的厚度通常在30mm以下、优选20mm以下、更优选15mm以下、最优选10mm以下。
[0023]作为金属树脂复合基材16的各金属层16a，可使用由铝、不锈钢、铜、钛、铁、它们的合金等构成的板状构件（即所谓的金属板/薄片）。该金属层16a的厚度同样应考虑到重量和机械强度来进行决定。其中，金属层16a的厚度优选0.1mm以上、更优选0.2mm以上、进一步优选0.3mm以上、最优选0.4mm以上。此外，金属层16a的厚度优选2mm以下、更优选1.5mm以下、进一步优选1mm以下、最优选0.8mm以下。
[0024]金属树脂复合基材16可以在两层之间含有金属层16a及树脂层16b以外的层（例如、接合剂层）。此外，金属树脂复合基材16的制造方法无特别限定。
[0025]〔发电元件13〕
发电元件13是基于从耐候性层11侧射入的太阳光来进行发电的元件。该发电元件13只要是能将光能转换为电能，并将转换而得的电能输出到外部的元件即可。
[0026]因此，作为太阳能电池组件10的发电元件13，可以是将用一对电极将发电层（光电转换层、光吸收层）夹层、用一对电极将发电层与其它层（隔离层等）的积层体夹层、类似的这样的构件（以下记为元件）多个，串联或/且并联进行连接等。
[0027]此外，发电元件13的发电层可采用各种各样的构成。其中，发电层优选由薄膜单晶硅、薄膜多晶硅、非晶硅、微晶硅、CdTe、Cu-In-（Ge）-Se等无机半导体材料，黑染料等有机色素材料，共轭高分子/富勒烯等有机半导体材料等构成的层。因为如果使用这些材料，可实现发电效率（光电转换效率）相对较高、薄的（轻量的）发电元件13。
[0028]另，为了进一步实现高的发电效率，优选通过在发电层的表面或发电元件基材14上形成凸凹结构等，来向发电元件13/太阳能电池组件10导入光封闭结构。
[0029]此外，当发电层为非晶硅层时，可实现在可视区域内的光学吸收系数大、即使是厚度1μm程度的薄膜，也能充分吸收太阳光的发电元件13。而且，由于非晶硅或微晶硅、无机半导体材料、有机色素材料、有机半导体材料是非结晶性材料，或者结晶性低的材料，故能耐变形。因此，使发电元件13具备非晶硅层作为发电层，可实现尤其是轻量的、对变形具有某种程度耐性的太阳能电池组件10。
[0030]当发电层为无机半导体材料（化合物半导体）层时，可实现发电效率高的发电元件13。另，基于发电效率的观点，优选发电层是含有S、Se、Te等氧族元素的氧族化合物系发电层，更优选I-III-VI2族半导体系（黄铜矿系）发电层、I族元素中使用了Cu的Cu-III-VI2族半导体系发电层、特别是CIS系半导体〔CuIn（Se1-ySy）2；0≤y≤1〕层或CIGS系半导体〔Cu（In1-xGax）（Se1-ySy）2；0＜x＜1、0≤y≤1〕层。
[0031]作为发电层，即使采用由氧化钛层及电解质层等构成的色素增敏型发电层，也能实现发电效率高的发电元件13。
[0032]作为发电层，可采用有机半导体层（含有p型半导体与n型半导体的层）。另，能构成有机半导体层的p型半导体，可列示四苯并卟啉、四苯并铜卟啉、四苯并锌卟啉等卟啉化合物；酞菁、铜酞菁、锌酞菁等酞菁化合物；并四苯或并五苯的聚并苯；六噻吩等低聚噻吩及以这些化合物为骨架含有的衍生物。进一步，能构成有机半导体层的p型半导体还可列示，含有聚（3-烷基噻吩）等的聚噻吩、聚芴、聚对苯撑乙烯、聚三烯丙基胺、聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等高分子等。
[0033]能构成有机半导体层的n型半导体可列示，富勒烯（C60、C70、C76）；八氮杂卟啉；上述p型半导体的全氟体；萘四甲酸酐、萘四甲酸二酰亚胺、苝四酸酐、苝四酸二酰亚胺等芳香族羧酸酐或其酰亚胺化合物；以及将这些化合物作为骨架含有的衍生物等。
[0034]有机半导体层的具体构成例可列举，p型半导体和n型半导体在层内具有相分离层（i层）的本体异质结型、分别将含有p型半导体的层（p层）和含有n型半导体的层（n层）层积而得的积层型（异质pn结型）、肖特基型以及它们的组合。
[0035]发电元件13的各电极，可使用具有导电性的任意材料的1种或2种以上来形成。电极材料（电极的构成材料）可列示，例如铂、金、银、铝、铬、镍、铜、钛、镁、钙、钡、钠等金属或它们的合金；氧化铟或氧化锡等金属氧化物或它们的合金（ITO：氧化锡铟）；聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔等导电性高分子；在这样的导电性高分子中含有盐酸、硫酸、磺酸等酸，FeCl3等路易氏酸，碘素等卤素原子，钠、钾等金属原子等掺杂剂的材料；金属粒子、碳黑、富勒烯、碳纳米管等导电性粒子分散于聚合物粘合剂等基体中的导电性复合材料等。
[0036]电极材料优选适用于捕获空穴或电子的材料。另，适用于捕获空穴的电极材料（即，具有高功函数的材料）可列示，Au、Ag、Cu、Al、ITO、IZO、ZnO2等。此外，适用于捕获电子的电极材料（即，具有低功函数的材料）可列示，Al。
[0037]电极的形成方法无特别限制。因此，可通过将电极进行真空蒸镀、喷镀等干法工艺来形成，也可通过使用导电性墨水等进行湿法工艺来形成。另，导电性墨水可任意使用（导电性高分子、金属粒子分散液等）。
[0038]发电元件13的各电极可与发电层具有相同的大小，也可小于发电层。其中，当发电元件13的受光面侧（耐候性层11侧）的电极相对较大（其面积相比于发电层面积，不是足够小）时，该当电极应该是透明（具有透光性）电极、特别是能被发电层高效率转换为电能的波长（例如300～1200nm、优选500～800nm）的透光率相对较高的（例如50％以上）电极。另，透明电极材料可列示，ITO、IZO（氧化铟-锌氧化物）等氧化物；金属薄膜等。
[0039]此外，发电元件13的各电极的厚度及发电层的厚度可根据所需要的输出功率等来决定，但若过厚，则电阻会变大，过薄，则耐久性有可能降低。
[0040]〔发电元件基材14〕
发电元件基材14是在该发电元件基材14的其中一面上形成有发电元件13的构件。因此，发电元件基材14优选是机械强度相对较高、耐候性、耐热性、耐水性等优异，且为轻量的材料。此外，还期望发电元件基材14相对于变形，具有某种程度的耐性。若与在单面上形成的发电元件13在材料物性（例如线膨胀系数、熔点等）上有显著差异时，则有可能在形成后的界面产生形变或剥离等。
[0041]因此，发电元件基材14优选采用金属薄片，或熔点为85～350℃的树脂膜、几个金属薄片/树脂膜的积层体。
[0042]能作为发电元件基材14（或其构成要件）使用的金属薄片可列示，由铝、不锈钢、金、银、铜、钛、镍、铁、它们的合金所构成的薄片。
[0043]熔点为85～350℃的树脂膜可列示，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸酯、聚缩醛、丙烯酸树脂、聚酰胺树脂、ABS树脂、ACS树脂、AES树脂、ASA树脂、它们的共聚物、PVDF、PVF等氟树脂、硅酮树脂、纤维素、腈树脂、酚树脂、聚氨酯、离聚物、聚丁二烯、聚丁烯、聚甲基戊烯、聚乙烯醇、聚芳酯、聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚砜等构成的膜。此外，基于金属树脂复合基材16的生产率的观点，树脂膜优选热可塑性树脂制的膜。另，作为发电元件基材14使用的树脂膜可以是在上述树脂中分散了氧化锑、氢氧化锑、硼酸钡、玻璃纤维等无机物、有机纤维、碳纤维等的膜。
[0044]作为发电元件基材14（或其构成要件）使用的树脂膜的熔点优选85℃以上的理由是，若熔点过低，则太阳能电池组件10在通常使用环境下，发电元件基材14可能会变形，对发电元件13造成损伤。此外，树脂膜的熔点优选350℃以下的理由是，若熔点过高，则由于与发电元件13的界面经由温度变化等产生形变，其结果可能使发电元件13从发电元件基材14脱落。
[0045]因此，作为发电元件基材14（或其构成要件）使用的树脂膜的熔点，更优选100℃以上、进一步优选120℃以上、特别优选150℃以上、最优选180℃以上。此外，树脂膜的熔点，更优选300℃以下、进一步优选280℃以下、特别优选250℃以下。
[0046]此外，作为发电元件基材14，基于各种实验结果可知，若采用薄于上部封隔层12（详见后述）的设置，则在将太阳能电池组件10弯曲时，容易在上部封隔层12等处产生龟裂。因此，优选发电元件基材14的厚度比上部封隔层12的厚度薄，更优选为上部封隔层12的厚度的0.83（＝1/1.2）倍以下。此外，发电元件基材14的厚度进一步优选上部封隔层12的厚度的0.67（＝1/1.5）倍以下，其厚度特别优选上部封隔层12的厚度的0.5倍以下。
[0047]〔上部封隔层12、下部封隔层15〕
上部封隔层12及下部封隔层15是出于封隔发电元件13，或接合其上下层间等目的，而设置于太阳能电池组件10的层。其中，各封隔层12、15也有助于提高机械强度、耐侯性、隔气性等。此外，至少优选位于受光面侧的上部封隔层12，能透过可见光、耐热性高。该上部封隔层12也可附加其它光学机能，或机械机能。具体的光学机能可列举，光封闭机能、波长转换机能等，机械机能可列举缓冲机能等。
[0048]各封隔层12、15的材料应考虑上述事项再进行选择。此外，各封隔层12、15的材料的种类或厚度可相同或不同。各封隔层12、15的材料的具体例可列举：乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）树脂、聚烯烃系树脂、AS（丙烯腈-苯乙烯）树脂、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂、聚氯乙烯树脂、氟系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、苯酚树脂、聚丙烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸系树脂、氯丁二烯系树脂、（氢化）环氧树脂、各种尼龙等聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、纤维素系树脂、硅系树脂、聚碳酸酯树脂等。
[0049]其中，优选的可列举，乙烯系共聚物树脂，更优选的可列举乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）树脂或者乙烯与其它烯烃的共聚物构成的聚烯烃系树脂（丙烯·乙烯·α-烯烃共聚物、乙烯·α-烯烃共聚物等）。
[0050]对于乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）树脂组合物，通常为了提高耐候性而混合交联剂使之构成交联结构，制成EVA树脂。交联剂可使用一般在100℃以上产生自由基的有机过氧化物。可列举例如：2,5-二甲基己烷；2,5-二甲羟基过氧化物；2,5-二甲基-2,5-二（过氧化叔丁基）己烷；3-二-叔丁基过氧化物等。有机过氧化物的配合量，相对于EVA树脂100重量份，通常为1～5重量份。此外，EVA树脂组合物中也可含有交联助剂。
[0051]EVA树脂组合物中，基于提高接合力的目的，可含有硅烷偶联剂，基于提高稳定性的目的，也可含有对苯二酚等。
[0052]丙烯·乙烯·α-烯烃共聚物通常使用丙烯系聚合物与软质丙烯系共聚物以适当组成进行混合的热可塑性树脂组合物。
[0053]各封隔层12、15可含有2种以上的上述材料，也可含有2种以上的不同材料层的积层体。此外，各封隔层12、15的厚度无特别限定，但基于组件温度变化中相邻接层的追随性的观点，上部封隔层12的厚度优选30μm以上、更优选60μm以上、进一步优选100μm以上。此外，若上部封隔层12过薄，则存在有损耐冲击性的风险。因此，上部封隔层12的厚度优选800μm以下、更优选600μm以下、进一步优选400μm以下。
[0054]下部封隔层15的厚度虽无特别限定，但保持与发电元件13的绝缘至关重要。因此，下部封隔层15的厚度优选10μm以上、更优选50μm以上、进一步优选100μm以上。此外，下部封隔层15的厚度优选3mm以下、更优选1m以下、进一步优选500μm以下。
[0055]其中，作为上部封隔层12，其厚度期望是发电元件基材14的厚度的1倍以上、优选1.2倍以上、更优选1.5倍以上、更优选2倍以上。其原因如前所述，是因为在上部封隔层12薄于发电元件基材14的情况下，弯曲加工时在上部封隔层12处容易产生龟裂（上部封隔层12难于追随发电元件基材14的弯曲）。
[0056]〔接合层15b〕
接合层15b是用于接合金属层16a与下部封隔层15或发电元件基材14的树脂层。该接合层15b的构成材料（接合层15b形成用树脂）只要是易于与非接合面接合，任何种类的树脂（热可塑性树脂、热固化性树脂、光固化性树脂等）均可。具体地，作为接合层15b的构成材料，可使用乙烯系树脂、乙酸乙烯树脂、烯烃系树脂、丙烯酸系树脂、环氧系树脂、氨酯系树脂、腈橡胶系树脂、丁二烯橡胶系树脂、氯丁二烯橡胶系树脂、硅酮系树脂或者它们的2种以上的混合物、共聚物等。另，基于提高生产率的观点，接合层15b的构成材料优选烯烃系树脂、腈橡胶系树脂、丁二烯橡胶系树脂、氯丁二烯橡胶系树脂、硅酮系树脂等热可塑性树脂或热固化性树脂。此外，基于提高接合耐久性的观点，接合层15b的构成材料优选丙烯酸系树脂、环氧系树脂、氨酯系树脂、乙酸乙烯树脂等热固化性树脂、光固化性树脂。
[0057]接合层15b的膜厚若过薄，则接合性有可能显著下降。因此，接合层15b的膜厚优选0.05μm以上、更优选0.1μm以上、进一步优选0.5μm以上、最优选1μm以上。此外，接合层15b的膜厚若过厚，则接合层15b跟随温度变化膨胀/收缩时的接合性有可能下降。因此，接合层15b的膜厚优选5mm以下、更优选1mm以下、进一步优选0.5mm以下、最优选0.1mm以下。
[0058]接合层15b形成于压层前的构件的被接合面，即发电元件基材14（参照图1C）的下面、下部封隔层15（参照图1B）的下面，或金属树脂复合基材16（参照图1B、图1C）的上面。在接合层15b向某构件形成时，可对接合层15b及该当构件进行加热。此外，在使用光固化性树脂作为接合层15b时，通过压层后进行光照射，可提高接合层15b的接合性。
[0059]〔耐候性层11〕
耐候性层11是赋予太阳能电池组件10机械强度、耐侯性、耐刮伤性、耐化学药品性、隔气性等的层。该耐候性层11优选不妨碍发电元件13的光吸收，即能透过可见光。更具体地，耐候性层11的波长360～830nm的透光率优选65％以上，更优选80％以上、最优选90％以上。
[0060]此外，由于太阳能电池组件10是通过太阳光来加热，故耐候性层11优选具有耐热性。因此，耐候性层11的构成材料，优选熔点在100℃以上的材料、更优选150℃以上的材料。此外，耐候性层11的构成材料，还优选熔点在320℃以下的材料、更优选250℃以下的材料。
[0061]耐候性层11的构成材料可考虑到上述事项来进行选择。例如聚丙烯树脂、环状聚烯烃树脂、AS（丙烯腈-苯乙烯）树脂、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂、聚氯乙烯树脂、PFA、FEP、PCTFE，ETFE、ECTFE，PVDF、PVF等氟系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、酚树脂、聚丙烯酸系树脂、（氢化）环氧树脂、各种尼龙等聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、纤维素系树脂、硅系树脂、聚碳酸酯树脂等均可作为耐候性层11的构成材料。
[0062]另，耐候性层11也与封隔层12、15相同，可含有2种以上的上述材料，或2种以上的不同材料层的积层体。
[0063]耐候性层11的厚度虽无特别规定，但若增加厚度，则有提高耐候性或机械强度的倾向，若减少厚度，则有提高柔软性的倾向。因此，耐候性层11的厚度通常在10μm以上、优选15μm以上、更优选20μm以上。此外，耐候性层11的厚度又通常在200μm以下、优选180μm以下、更优选150μm以下。
[0064]金属层16a与发电元件基材14间的间隔若在10μm以上，则可保持发电元件13·金属层16a间的绝缘。因此，金属层16a·发电元件基材14间的间隔优选10μm以上、更优选150μm以上、特别优选300μm以上。另，若太阳能电池组件为大型（例如1m2以上）组件时，膜厚容易在不同地方产生偏差。因此，当太阳能电池组件为大型组件时，优选增大金属层16a·发电元件基材14间的间隔。
[0065]若过度增大金属层16a·发电元件基材14间的间隔，则太阳能电池组件的制造成本会上升。因此，金属层16a·发电元件基材14间的间隔优选在800μm以下、特别优选700μm以下。
[0066]〔太阳能电池组件10的整体构成及制造方法〕
如上所述，太阳能电池组件10设定为通过热层压进行制造，从而开发的组件。因此，太阳能电池组件10通过分别准备好各构成要件（耐候性层11、上部封隔层12、发电元件13、发电元件基材14、下部封隔层15及/或接合层15b及金属树脂复合基材16），再将它们经由热层压进行一体化后制造而成。只是，若分别单独准备发电元件13和发电元件基材14，只会增加制造太阳能电池组件10的困难。因此，在将太阳能电池组件10的各构成要件经由热层压一体化之前，事先在发电元件基材14上制造发电元件13为宜。
[0067]另，热层压的温度优选100℃以上、更优选110℃以上、特别优选120℃以上。此外，热层压的温度优选180℃以下、更优选170℃以下。此外，在通过热层压制造太阳能电池组件10时，可以仅进行加热。但是，在加压下及/或真空下进行热层压时，可获得各层间更加坚固接合的太阳能电池组件10。
[0068]此外，如图1所示的太阳能电池组件10，虽在上部封隔层12·发电元件13间、发电元件基材14·下部封隔层15及/或接合层15b间不含有其它的层，但可在上部封隔层12·发电元件13间、发电元件基材14·下部封隔层15或接合层15b间，插入用于进一步提高有助于接合性、不燃性、提高发电效率的光学机能性或热机能性的树脂层等。
[0069]此外，太阳能电池组件10可以各种形态使用。其中，从其使用了金属树脂复合基材16，明显可知道太阳能电池组件10尤其易用于建筑物等的外装材料。
[0070]接着，在将太阳能电池组件10作为外装材料使用时，基于美观的观点，使金属树脂复合基材16（金属层16a）能被看到较好。因此，如图2所示意，太阳能电池组件10优选制成发电元件基材14及发电元件13明显小于其它各构成要件的大小（金属树脂复合基材16的未被发电元件13覆盖的部分的面积相对较大）。
[0071]另，当太阳能电池组件10制造成图2所示的形状时，用于从发电元件13输出电力的输出电极（导线），可作成从发电元件13向太阳能电池组件10的边缘方向延伸的形状，也可作成从发电元件13（通常是发电元件13的端部）向太阳能电池组件10的里面（金属树脂复合基材16的非下部封隔层15侧的一面）可拔出的形状。
[0072]此外，基于同一尺寸的金属树脂复合基材16、下部封隔层15及/或接合层15b、上部封隔层12及耐候性层11，和更小尺寸的发电元件基材14及发电元件13，制造出发电元件基材14及发电元件13几乎位于中央位置的太阳能电池组件10后，可将该当太阳能电池组件10加工成如图3所示的形状。即，可将设置了小型发电元件基材14及发电元件13的太阳能电池组件10，加工成各端部面向与受光面方向相反的方向被折弯，且折弯的部分上设置有几个组件固定用孔19的形状。
[0073]接着，如若将太阳能电池组件10加工成具有这样的形状，则如图4所示意，可通过Z字状（曲臂状）的角钢30等，将太阳能电池组件10设置于目标处。
[0074]另，当将太阳能电池组件10加工成如图3所示形状时，耐候性层11、上部封隔层12、下部封隔层15的总膜厚，优选100μm以上、更优选150μm以上、进一步优选300μm以上、特别优选500μm以上。虽然上述总膜厚越大就越能提高对于折弯的耐久性（耐性），但上述总膜厚在100μm以上，即可赋予太阳能电池组件10在实用上足够程度的耐久性。
[0075]此外，无论是否对太阳能电池组件10的端部进行加工，太阳能电池组件10的耐候性层11、上部封隔层12、下部封隔层15的总膜厚都优选3000μm以下、更优选2000μm以下。由此，可防止太阳能电池组件10的制造成本无谓的增加。
[0076]此外，也可将太阳能电池组件10加工成如图5所示的曲面形状，即覆盖（能装饰）壁的交叉部等的形状。
[0077]另，太阳能电池组件10的加工后的曲面形状可以为S字状。此外，要将太阳能电池组件10加工成怎样的曲面，应根据太阳能电池组件10所设置的建筑物的形状来进行决定，如若将太阳能电池组件10加工成曲率半径过小的曲面时，恐怕会给太阳能电池的特性带来坏的影响。因此，加工成曲面后的太阳能电池组件10的曲率半径，优选300mm以上、更优选500mm以上、特别优选800mm以上。
[0078]将太阳能电池组件10加工成上述形状（图3，图5），可以使用众所周知的工作机械/工具（切断机、辊式折弯机、辊式成型器、弯板机、钻孔机等）。此外，将太阳能电池组件10加工成上述形状时，输出电极优选制成从发电元件13向太阳能电池组件10的里面可拔出的形状。这是因为，在将输出电极作成从发电元件13面向太阳能电池组件10的边缘方向延伸的形状的情况下，在端部的弯曲加工时，输出电极存在断线的可能性，或者存在介由输出电极向发电元件13施加的力，由该力使发电元件13损伤的可能性。
[0079]以下通过实施例、比较例，对本发明进行进一步具体地说明。
[0080]《第1实施例、第1比较例及第2比较例》
〔1〕第1实施例、第1、第2比较例涉及的太阳能电池组件的构成及制造工序
·第1实施例
本发明的第1实施例涉及的太阳能电池组件，具有图1A所示的构成，是按以下工序制造而成。另，在本说明书中，第n实施例/比较例（n＝1，2…）涉及的太阳能电池组件，不是指1个太阳能电池组件，而是指用同一材料以同一工序制造而成的太阳能电池组件群。
[0081]在制造第1实施例涉及的太阳能电池组件时，首先，在作为发电元件基材14的、50μm厚的PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）膜上，形成铝（内部电极）、非晶硅层（发电层）和透明电极，由此制作出单面上形成了发电元件13的发电元件基材14。
[0082]此外，准备好（制作）厚度3.0mm的聚丙烯树脂（熔点165℃）膜作为树脂层16b，夹层于作为金属层16a的厚度0.5mm的铝板中间的构件，通过热层压使准备好了的构件一体化，由此制作出其尺寸大于发电元件基材14的金属树脂复合基材16。
[0083]接着，将如上制作出的各构件、作为耐候性层11的100μm厚的ETFE膜（AGC制100HK-DCS）、作为上部封隔层12的300μm厚的EVA膜（Hangzhou First PVMaterials社制F806）、作为下部封隔层15的300μm厚的EVA膜（同上），按照图1A所示的顺序（及朝向）进行层积后，通过150℃下进行热层压（真空5分钟、加压5分钟、保持10分钟），制造出第1实施例涉及的太阳能电池组件。
[0084]作为第1实施例涉及的太阳能电池组件，制造成其发电元件基材14的尺寸大概为95mm×150mm的，以及大概为52mm×150mm的组件。
[0085]另，对于由上述工序制造而成的第1实施例涉及的太阳能电池组件及后述的各太阳能电池组件，作为输出电极，均是使用了三光金属株式会社制的导线（Cu-O-100-4-R）之物。此外，各太阳能电池组件为了能从太阳能电池组件的里面一侧进行电力输出，均配置了输出电极。
[0086]·第1比较例
第1比较例涉及的太阳能电池组件，只在使用厚度3.0mm的聚乙烯树脂（熔点110℃）膜作为树脂层16b这点上，是与上述第1实施例涉及的太阳能电池组件不同的太阳能电池组件。
[0087]·第2比较例
第2比较例涉及的太阳能电池组件，只在于120℃下进行热层压这点上，是与上述第1比较例涉及的太阳能电池组件（热层压温度：150℃）不同的太阳能电池组件。
[0088]〔2〕第1实施例，第1、第2比较例涉及的太阳能电池组件的评价结果
使用厚度3.0mm的聚乙烯树脂膜（使用厚度3.0mm的聚乙烯树脂膜被厚度0.5mm的铝板所夹层的构件，作为金属树脂复合基材16）作为树脂层16b，进行150℃的热层压来制造的第1比较例涉及的太阳能电池组件，其聚乙烯树脂从铝板（金属层16a）间产生了溶出（即，没有获得成品）。由于聚乙烯树脂的溶出，厚度发生了局部性变化，外观也明显变差，进一步组件厚度的均一性也显著受损，由此可知，难以对组件周边部分进行折弯，或加工成曲面形状。
[0089]第1实施例、第2比较例涉及的太阳能电池组件在外观上没有问题。只是，按照JIS K6854-2，对各太阳能电池组件的下部封隔层15与金属层16a间的接合强度进行180度剥离试验测定所知，相对于第1实施例涉及的太阳能电池组件的接合强度为53N/25mm，第2比较例涉及的太阳能电池组件的接合强度只有16N/25mm。
[0090]此外，对于第1实施例涉及的太阳能电池组件，也获得了如图6～图9所示的试验结果。另，在这些图及后述图10、11中，“ACM”是指金属树脂复合基材16。此外，图7、图8中所示的太阳能电池特性（短路电流、开路电压、最大输出功率、填充因子FF）中的短路电流、开路电压、最大输出功率与图6、图9中的各值非常之不同是因为，在各试验中使用了发电元件基材14的尺寸不同的太阳能电池组件。
[0091]在图6～图9所示的试验结果之中，图6所示的试验结果是对第1实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池特性，
使用太阳模拟器（Solar Simulator），
用岩崎电气株式会社制造的卤化金属灯方式耐候性试验机，通过24小时光照射（辐照度：1000W/m2）使之初期光稳定化后（以下仅记为“使之初期光稳定化后”）、
用ダイプラウィンテス社制造的耐候性加速试验机（卤化金属灯方式、滤光器：KF-1滤光器、试料面辐射强度：750W/m2、黑板温度：63℃、相对湿度：50％RH、水喷淋循环：118分钟照射后2分钟照射以及水喷射）处理288小时后（“288小时”），和
用同一试验机处理600小时后
测定（评价）的结果。
[0092]图7所示的试验结果是对第1实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池特性，
使用太阳模拟器（Solar Simulator）
使之初期光稳定化后、
用スガ试验机社制造的氙弧灯耐候试验机（氙灯方式、辐照度：320W/m2、黑板温度：63℃、相对湿度：50％RH）照射200小时氙光后、
用同一装置照射500小时氙光后
测定的结果。
[0093]图8所示的试验结果是对第1实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池特性，
使用太阳模拟器（Solar Simulator）
使之初期光稳定化后、
重复10次“85℃、85％→-20℃、1循环6小时”循环的冰冻凝结试验后、
重复100次相同循环的冰冻凝结试验后
测定的结果。
[0094]图9所示的试验结果是对第1实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池特性，
使用太阳模拟器（Solar Simulator）
使之初期光稳定化后、
于高温高湿环境下（85℃、85％）放置200小时后、
于高温高湿环境下（85℃、85％）放置400小时后、
于高温高湿环境下（85℃、85％）放置1000小时后
测定的结果。
[0095]由上可以确认，第1实施例涉及的太阳能电池组件具有相当高的耐候性（即使进行长时间的耐候性/光照射/冰冻凝结/高温高湿试验，其太阳能电池特性也几乎没有变化）。
[0096]因此，第1实施例涉及的太阳能电池组件所采用的构成（即，本发明的太阳能电池组件的构成）可以说是能实现在金属树脂复合基材上形成了太阳能电池型的、耐久性优异的太阳能电池组件。
[0097]《第2实施例》
第2实施例涉及的太阳能电池组件，基本上是以与上述第1实施例涉及的太阳能电池组件相同的工序制造而成。只是，第2实施例涉及的太阳能电池组件，作为上部封隔层12、下部封隔层15，均采用400μm厚的EVA膜（三井化学フアブロ制ソ一ラエバ：SC52B），热层压条件改为“150℃、真空5分钟、加压5分钟、保持25分钟”下制造而成。
[0098]简要地说，第2实施例涉及的太阳能电池组件是在上部封隔层12、下部封隔层15均厚于第1实施例涉及的太阳能电池组件的情况下，进行比第1实施例涉及的太阳能电池组件更为严苛的（高温状态下的保持时间长）热层压制造而成。
[0099]该第2实施例涉及的太阳能电池组件同样在外观上没有问题，同时，如图10及图11所示，具有极高的耐候性。另，第2实施例涉及的太阳能电池组件的下部封隔层15·金属层16a间的接合强度，在上述工序/方法下测定为50N/25mm。
[0100]《第3～第5实施例》
本发明的第3实施例涉及的太阳能电池组件是较上述第1实施例涉及的太阳能电池组件更为大型化的组件。更具体地，第3实施例涉及的太阳能电池组件的发电元件基材14及发电元件13的尺寸为750mm×900mm，发电元件13为由750×900元件构成，金属树脂复合基材16的尺寸为937mm×1405mm。
[0101]本发明的第4实施例涉及的太阳能电池组件是，第3实施例涉及的太阳能电池组件的各边缘部（距边缘50mm的部分），在与受光面方向相反的方向上，呈折弯状（参照图3）的太阳能电池组件。
[0102]本发明的第5实施例涉及的太阳能电池组件是，对第3实施例涉及的太阳能电池组件，通过三辊机（3本ロ一ル）加工成曲率半径为1000mm的曲面形状（参照图4）的太阳能电池组件。
[0103]对于第3～第5实施例涉及的太阳能电池组件的太阳能电池特性的评价结果见图12。从该评价结果明显可知，第3实施例涉及的太阳能电池组件的构成是，能以太阳能电池特性不劣化的样子，进行边缘部的弯曲加工，或整体的曲面化加工的构成。
[0104]《第6实施例》
图13显示了本发明的第6实施例涉及的太阳能电池组件20的构成。
[0105]比较该图13和图1明显可知，在第6实施例涉及的太阳能电池组件20中，将太阳能电池组件10中的“由发电元件13和发电元件基材14构成的部分”置换为“将PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）膜21、EVA膜22、发电元件13、发电元件基材14、EVA膜22及PET膜21按照顺序层积而成的树脂砂发电元件23”。
[0106]更具体地，该太阳能电池组件20是按以下工序制造而成。
[0107]首先，将100μm厚的PET膜21、300μm厚的EVA膜22（Hangzhou First PVMaterial社制F806）、形成有发电元件13的发电元件基材14、300μm厚的EVA膜22（同上）及100μm厚的PET膜21按照顺序层积后，通过进行150℃的热层压制得树脂砂发电元件23。
[0108]其次，将作为耐候性层11的厚度100μm的ETFE膜（AGC制100HK-DCS）、作为上部封隔层12的厚度300μm的EVA膜（Hangzhou First PV Material社制F806）、制作而成的树脂砂发电元件23、作为下部封隔层15的厚度300μm的EVA膜（HangzhouFirst PV Material社制F806）、金属树脂复合基材16（アルポリツク社制：200mm×200mm）进行层积，通过在150℃下进行热层压（真空5分钟、加压5分钟、保持10分钟），制成太阳能电池组件20。
[0109]接着，对制造而成的太阳能电池组件20的机械强度和太阳能电池特性进行评价，可知太阳能电池组件20具有与太阳能电池组件10同等程度的太阳能电池特性，其机械强度高于太阳能电池组件10。换言之，确认了设置于上部封隔层12与下部封隔层15之间的，不只是有发电元件13及发电元件基材14也可以。
产业上的可利用性
[0110]本发明的太阳能电池组件可用作外壁用、外装后面板用、屋顶用等建材，或汽车、室内装饰、铁路、船舶、飞机、航天器、家电、手机、玩具的构成要件。此外，本发明的太阳能电池组件的制造方法可应用于太阳能电池组件的制造。

Claims (8)

1.一种太阳能电池组件，其特征在于，具备
熔点在125℃以上的树脂层被金属层夹层于中间的金属树脂复合基材，
位于所述金属树脂复合基材之上的下部封隔层及/或接合层，
位于所述下部封隔层或所述接合层之上的、具有夹层于一对电极之间的发电层的发电元件。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于，进一步具备
位于所述发电元件之上的上部封隔层，
位于所述上部封隔层之上的耐候性层。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其特征在于，进一步具备位于所述下部封隔层之上的发电元件基材，
所述上部封隔层的厚度在30μm以上、800μm以下，
所述发电元件基材的厚度比所述封隔层的厚度薄。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，
周边部分具有面向与受光面方向呈相反的方向被折弯的形状。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，
所述发电元件基材是金属薄片，熔点在85℃以上、350℃以下的树脂膜，或者金属薄片与熔点在85℃以上、350℃以下的树脂膜的积层体。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的太阳能电池组件，其特征在于，
具有曲面形状。
7.一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，
是一种含有金属树脂复合基材、下部封隔层、具有夹层于一对电极之间的发电层的发电元件的太阳能电池组件的制造方法，
是将作为所述金属树脂复合基材的、熔点在125℃以上的树脂层被金属层夹层于中间的构件，与所述太阳能电池组件的其它各构成要件进行层积，
再通过热层压使层积了的构成要件群一体化，由此来制造所述太阳能电池组件。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，
是制造将所述金属树脂复合基材、所述下部封隔层、发电元件基材、所述发电元件、上部封隔层、耐候性层依次按顺序进行层积了的太阳能电池组件。
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