CN103597610B - 太阳能电池组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可靠性高的太阳能电池组件。太阳能电池组件（1）具有密封件（14）、多个太阳能电池（10）、配线件（11）和树脂粘接剂（15）。多个太阳能电池（10）配置在密封件（14）中。配线件（11）将多个太阳能电池（10）电连接。树脂粘接剂（15）接合配线件（11）和太阳能电池（10）。密封件（14）的与太阳能电池（10）的至少一个主面接触的部分含有非交联性树脂。树脂粘接剂（15）的玻璃化温度比密封件（14）的包含非交联性树脂的树脂部的熔点高。

Description

太阳能电池组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件及其制造方法。
背景技术
近年来，作为环境负荷小的能源，太阳能电池组件受到较高的关注。例如专利文献1的太阳能电池组件具备配置在密封件中的多个太阳能电池。多个太阳能电池通过配线件电连接。配线件利用树脂粘接剂与太阳能电池连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010－225801号公报
发明内容
发明所要解决的技术课题
太阳能电池组件设置于太阳光入射的场所，因此存在太阳能电池组件的温度变高，受到热应力的情况。另一方面，在使太阳能电池组件化的层叠工序中，热应力也被施加于太阳能电池组件。所以，希望要进一步提高太阳能电池组件对热应力的可靠性。
本发明是基于上述问题而完成的，其目的在于提供可靠性高的太阳能电池组件。
用于解决技术课题的技术方案
本发明的太阳能电池组件具有：密封件；多个太阳能电池；配线件和树脂粘接剂。多个太阳能电池配置在密封件中。配线件将多个太阳能电池电连接。树脂粘接剂连接配线件和太阳能电池。密封件的与太阳能电池的至少一个主面接触的部分包含非交联性树脂。树脂粘接剂的玻璃化温度比密封件的包含非交联性树脂的树脂部的熔点高。
本发明是太阳能电池组件的制造方法，该太阳能电池组件具有：密封件；和配置在密封件中的太阳能电池串，太阳能电池串具有：多个太阳能电池；将多个太阳能电池电连接的配线件；和连接配线件和太阳能电池的树脂粘接剂。在本发明的太阳能电池组件的制造方法中，将用于构成密封件的一部分的第一树脂片、太阳能电池串和用于构成密封件的另外一部分的第二树脂片依次叠层而制作叠层体。通过层叠叠层体，用第一树脂片和第二树脂片构成密封件，得到太阳能电池组件。以树脂粘接剂的玻璃化温度以下的温度进行叠层体的层叠。
发明效果
根据本发明，能够提供可靠性高的太阳能电池组件。
附图说明
图1第一实施方式的太阳能电池组件的概略图的平面图。
图2是图1的线II－II的概略图的截面图。
图3是图1的线III－III的概略图的截面图。
图4是用于说明第一实施方式中的太阳能电池组件的制造工序的概略图的截面图。
图5是第二实施方式中的太阳能电池组件的沿x方向和z方向的概略图的平面图。
具体实施方式
以下，对实施本发明的优选的方式的一个例子进行说明。其中，以下的实施方式仅仅为例示。本发明不限于以下的实施方式。
另外，在实施方式等中参照的各图中，实质上具有相同功能的部件用相同的附图标记进行参照。另外，在实施方式等中参照的各图是示意性地记载的图，在图中所描绘的物体的尺寸的比率等，有时与现实的物体的尺寸的比率等不同。在各图相互之间，有时物体的尺寸比率等也不同。具体的物体的尺寸比率等应参照以下的说明进行判断。
（第一实施方式）
（太阳能电池组件1的构成）
图1是第一实施方式的太阳能电池组件1的概略图的平面图。图2是图1的线II－II的概略图的截面图。图3是图1的线III－III的概略图的截面图。
太阳能电池组件1具有多个太阳能电池串2。多个太阳能电池串2沿着一个方向（x方向）相互隔开间隔配置。在x方向上相邻的太阳能电池串2相互电连接。
多个太阳能电池串2各自具有多个太阳能电池10。各太阳能电池串2中，多个太阳能电池10通过配线件11电连接。具体而言，相邻的太阳能电池10的一个电极和另一个电极通过配线件11电连接，多个太阳能电池10串联地电连接。太阳能电池串2中，多个太阳能电池10沿与一个方向（x方向）交叉垂直的另一方向（y方向）相互隔开间隔地配置。因此，太阳能电池组件1中，多个太阳能电池10沿x方向和ｙ方向相互隔开间隔呈矩阵状地配置。
配线件11例如能够由Cu、Al、Ag等的金属，或Cu合金、Al合金、Ag合金等合金构成。另外，配线件11可以为多个导电材料的叠层体。
配线件11和太阳能电池10通过树脂粘接剂15接合。树脂粘接剂15例如包含树脂，可以不含导电性颗粒。在该情况下，需要使配线件11和太阳能电池10的电极直接接触。另外，树脂粘接剂15可以含有分散于树脂中的导电性颗粒。在该情况下，配线件11和太阳能电池10的电极可以直接接触，也可以经由导电性颗粒接触。
导电性颗粒例如能够由Ag、Al、Ni、Au、Cu等的金属、由包含这些金属之中的至少一种的合金构成的颗粒、或被导电性涂层膜覆盖的绝缘性颗粒等构成。绝缘性颗粒例如能够由二氧化硅、氧化铝等的陶瓷颗粒或树脂颗粒等构成。导电性涂层膜例如能够由Ag、Al等的金属、包含这些金属之中的至少一种的合金构成。
此外，本发明中，树脂中包含添加有填料等的添加物的树脂组成物。
太阳能电池10具有受光面10a和背面10b（参照图2和图3）。在此，以光直接入射一侧的主面作为受光面10a，将另一主面作为背面10b。但是，太阳能电池10在受光面10a和背面10b的任一面接受光时均能够进行发电。即，太阳能电池10可以为在背面10b接受光时不发电的太阳能电池，也可以为两面受光型的太阳能电池。
此外，太阳能电池10的种类不特别限定。太阳能电池10例如可以为结晶硅太阳能电池、薄膜硅太阳能电池、化合物太阳能电池、有机薄膜型太阳能电池、染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池等。
在多个太阳能电池10的受光面10a侧（z1侧）配置有受光面保护部件12。受光面保护部件12为使有助于太阳能电池10的发电的波长的光透过的部件。受光面保护部件12例如能够由玻璃板、塑料板等的刚性板构成。
在多个太阳能电池10的背面10b侧（z2侧）配置有背面保护部件13。背面保护部件13为使有助于太阳能电池10的发电的波长的光反射的部件。背面保护部件13在太阳能电池10一侧具有使有助于太阳能电池10的发电的波长的光反射的反射面的情况较多。两面受光型的太阳能电池的情况下，背面保护部件13为使有助于太阳能电池10的发电的波长的光透过的部件。
背面保护部件13由具有可挠性的片构成。背面保护部件13例如能够由从与太阳能电池10相反一侧起依次叠层耐候性膜、反射层而形成的部件构成。另外，背面保护部件13例如能够由从与太阳能电池10相反一侧起依次叠层耐候性膜和反射层而形成的部件构成。反射层能够由金属、合金或白色树脂等构成。另外，在耐候性膜和反射层之间、反射层和透光性膜之间分别设置有接合层。耐候性膜、反射层和透光性膜各自可以为单层结构，也可以为叠层结构。
在受光面保护部件12和背面保护部件13之间配置有密封件14。密封件14使有助于太阳能电池10的发电的波长的光透过。多个太阳能电池串2配置在该密封件14中。在作为太阳能电池10的厚度方向的z方向上，在该密封件14的z1一侧（受光面10a一侧）配置有受光面保护部件12，在z2一侧（背面10b一侧）配置有背面保护部件13。
本实施方式中，关于密封件14，密封件14整体由包含非交联性树脂的树脂部构成。作为密封件14的构成材料优选使用的非交联性树脂的具体例，能够列举聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）等的聚烯烃类树脂、离聚物（离子交联聚合物）类树脂等。
其中，作为密封件14的构成材料更优选使用聚烯烃类树脂。在由聚烯烃类树脂构成密封件14的情况下，聚烯烃类树脂的含水率比乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）的含水率低，因此能够更加有效地抑制水分浸入密封件14中。另外，聚烯烃类树脂的电绝缘性比EVA的电绝缘性高。由此，在由聚烯烃类树脂构成密封件14的情况下，能够提高太阳能电池组件1的可靠性。
在太阳能电池组件1中，树脂粘接剂15的玻璃化温度（Tg）比含非交联性树脂的密封件14的熔点高。树脂粘接剂15的玻璃化温度优选比密封件14的熔点高10℃以上，更优选高20℃以上。具体而言，密封件14的熔点优选为60℃～180℃，更优选为60℃～120℃。树脂粘接剂15的玻璃化温度优选为140℃以上，更优选为150℃以上。作为适合获得具有这样的玻璃化温度的树脂粘接剂15的树脂优选包含环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、酰亚胺、聚氨酯等中的至少一种树脂。
此外，本发明中，树脂的玻璃化温度是通过ThermoMechanicalAnalysis（TMA，热机械性分析）法测定的值。其中，TMA法的条件如下。测定模式：拉伸。加重：1g。温度梯度：5℃/分。采样形状：膜。
但是，有时因太阳光的照射等引起太阳能电池组件的温度上升，密封件的温度变得比密封件的熔点高。例如，在树脂粘接剂的玻璃化温度比密封件的熔点低的情况下，密封件的温度变得比密封件的熔点高时，虽然树脂粘接剂为玻璃状态，但变成能够引起蠕变断裂现象的状态，树脂粘接剂的接合力降低。其结果是，能够因配线件和太阳能电池的应力、密封件的热膨胀引起的应力而产生配线件的偏移。
对此，在本实施方式中，树脂粘接剂15的玻璃化温度比密封件14的熔点高。因此，在太阳能电池组件1被加热、密封件14的温度变成比密封件14的熔点高的情况下，虽然树脂粘接剂15为玻璃状态，但是不会成为蠕变断裂现象所能够导致的状态。由此，能够更加有效地抑制配线件11的位置偏移。从而，能够获得可靠性高的太阳能电池组件。
此外，作为使树脂粘接剂15的玻璃化温度比密封件14的熔点高的方法，还考虑有使树脂粘接剂15的熔点保持原样，降低密封件14的熔点。但是，如果密封件14的熔点过低，太阳能电池组件1变为高温时，存在密封件14的粘度变得过低的情况。另一方面，当树脂粘接剂15的熔点保持原样、密封件14的熔点过高时，层叠时间变长，制造太阳能电池组件的时间变长。因此，密封件14的熔点优选为60℃～180℃，更优选为60℃～120℃。
（太阳能电池组件1的制造方法）
接着，主要参照图4，说明太阳能电池组件1的制造方法的一例。
首先，将受光面保护部件12、用于构成密封件14的一部分的第一树脂片21、太阳能电池串2、第二树脂片22和背面保护部件13依次叠层。由此，制作叠层体23。太阳能电池组件1中，密封件14的整体包括含非交联性树脂的树脂部。因此，第一和第二树脂片21、22分别使用含非交联性树脂的树脂片。
接着，通过将该叠层体23叠层，利用第一和第二树脂片21、22构成密封件14（层叠工序）。由此，能够完成太阳能电池组件1。
本实施方式中，以树脂粘接剂15的玻璃化温度以下的温度进行叠层体23的层叠。因此，即使在层叠工序中，树脂粘接剂15为玻璃状态，但不变成发生蠕变断裂现象所能够导致的状态，树脂粘接剂15的接合性保持原样。由此，能够抑制层叠工序中的配线件11的位置偏移。其结果为，配线件11的位置精度高，能够通过制造成品率良好的太阳能电池组件的制造方法获得可靠性高的太阳能电池组件1。
从更加有效地抑制层叠工序中的配线11的位置偏移的观点出发，更优选以比树脂粘接剂15的玻璃化温度低10℃以上的温度进行叠层体23的层叠，进一步优选以低20℃以上的温度进行。
以下，对本发明的优选的实施方式的另一例进行说明。以下的说明中，对于与上述第一实施方式实质上具有相同的功能的部件用相同的符号标注，省略说明。
（第二实施方式）
图5是第二实施方式的太阳能电池组件1a的沿着x方向和ｚ方向的概略图的截面图。
在第一实施方式中，说明了密封件14整体由含有非交联性树脂的树脂部构成的例。
在太阳能电池组件1a中，密封件14包含与太阳能电池10的受光面10a相接的第一密封件部14a、和与太阳能电池10的背面10b相接的第二密封件部14b。第二密封件部14b包含非交联性树脂，另一方面，第一密封件部14a包含例如含有交联剂的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）等的交联性树脂。
太阳能电池组件1a中，树脂粘接剂15的玻璃化温度比第二密封件部14b的熔点高。因此，在太阳能电池组件1a变为高温时，第二密封件部14b成为溶融状态，即使因热膨胀系数导致的应力施加于配线件11，也能够抑制与配线件11的背面10b接合的部分的位置偏移。
此外，因密封件部的热膨胀被受光面保护部件限制，所以配线件之中、位于由具有刚性的基板构成的受光面保护部件侧的部分的偏移难以产生。另一方面，因密封件部的热膨胀被背面保护部件限制，所以位于由具有可挠性的片构成的背面保护部件侧的部分的偏移容易产生。因而，如本实施方式那样，使第一密封件部和第二密封件部之中的一方包含非交联性树脂、使另一方包含交联性树脂的情况下，优选使位于由具有可挠性的片构成的背面保护部件侧的第二密封件部包含交联性树脂。
太阳能电池组件1a能够利用与在第一实施方式中已说明的方法大致相同的方法制造。其中，不同点在于：使第一树脂片21为包含交联性树脂的树脂片，使第二树脂片22为包含非交联性树脂的树脂片。在制造太阳能电池组件1a时，与太阳能电池组件1的制造相同，以树脂粘接剂15的玻璃化温度以下的温度进行叠层体23的层叠，优选以比树脂粘接剂15的玻璃化温度低10℃以上的温度进行。通过这样，能够抑制与配线件11的背面10b接合的部分的位置偏移。
但是，在本发明中，只要密封件与太阳能电池的至少一个主面的配线件相接的部分以包含非交联性树脂的方式构成，就并无特别限定。
此外，本发明包含在此并未记载的各种实施方式。在本发明的太阳能电池组件的制造方法中，密封件整体可以包含交联性树脂。
密封件可以由3个以上的密封件部构成。
以下，关于本发明，基于具体的实验例，进一步详细说明，但是本发明完全不限于以下的实验例，能够在不改变其主旨的范围内适当变更加以实施。
（实验例）
本实验例中，作为非交联性的密封件14，使用熔点为120℃的聚乙烯（PE）制作出具有与上述实施方式的太阳能电池组件1实质上相同的构成的太阳能电池组件。此外，如表1所示，使树脂粘接剂15的玻璃化温度（利用TMA法测定的值）为120℃～150℃的范围。
表1中，表示本实验例的密封件14及其熔点、层叠时的密封件14的温度、树脂粘接剂15的玻璃化温度、配线件11从层叠后的太阳能电池10偏移的发生率、配线件11从室外的太阳能电池10偏移的发生率。
[表1]
表1中的层叠后的太阳能电池10中配线件11偏移的发生率，根据关于层叠后的50个太阳能电池组件，计算配线件11从太阳能电池10中偏移规定位置的个数的结果而算出。
本实验例的层叠条件为，使热压接温度为150℃，抽真空时间?压接时间分别为10分钟。其中，抽真空时间·热压接时间为在层叠后使太阳能电池组件1中的气泡消失。其结果为，在实验例中，密封件部14的温度为130℃。
从室外的太阳能电池10中配线件11偏移的发生率通过后述的室内实验求得。
（室内实验的详细情况）
在背面保护部件13的中央部放置边长50mm正方形的加热器，以加热至与背面保护部件13相接的密封件部14的温度成为140℃，在保持30分钟之后冷却至室温（25℃）的工序为一个循环，求出进行10个循环之后的太阳能电池10中配线件11偏移的发生率。
根据本实验例的结果可知，通过使密封件的温度在玻璃化温度以下、（层叠温度）在树脂粘接剂15的玻璃化温度以下的温度下进行，能够抑制层叠工序中的配线件11的位置偏移。
另外，树脂粘接剂15的玻璃化温度比密封件14的熔点高，由此，在密封件14的温度变得比密封件14的熔点高的情况下，也能够更加有效地抑制配线件的位置偏移，能够获得可靠性高的太阳能电池组件。
可知使太阳能电池10和配线件11连接的树脂粘接剂15的玻璃化温度特别优选为150℃以上。
附图标记说明
1、1a…太阳能电池组件
2…太阳能电池串
10…太阳能电池
10a…受光面
10b…背面
11…配线件
12…受光面保护部件
13…背面保护部件
14…密封件
14a…第一密封件部
14b…第二密封件部
15…树脂粘接剂
21…第一树脂片
22…第二树脂片
23…叠层体

Claims (3)

1.一种太阳能电池组件的制造方法，该太阳能电池组件具有：密封件；和配置在所述密封件中的太阳能电池串，所述太阳能电池串具有：多个太阳能电池；将所述多个太阳能电池电连接的配线件；和连接所述配线件和所述太阳能电池的树脂粘接剂，所述太阳能电池组件的制造方法的特征在于，包括：
将用于构成所述密封件的一部分的第一树脂片、所述太阳能电池串和用于构成所述密封件的另外一部分的第二树脂片依次叠层而制作叠层体的工序；和
通过层叠所述叠层体，用所述第一树脂片和第二树脂片构成所述密封件，得到所述太阳能电池组件的工序，并且，
以所述树脂粘接剂的玻璃化温度以下的温度进行所述叠层体的层叠。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：
所述第一树脂片和第二树脂片中的至少一方使用包含非交联性树脂的树脂片。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件的制造方法，其特征在于：
以比所述树脂粘接剂的玻璃化温度低10℃以上的温度进行所述叠层体的层叠。
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