CN104170248A - 太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池的输出测定方法及太阳能电池的输出测定夹具 - Google Patents

太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池的输出测定方法及太阳能电池的输出测定夹具 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种太阳能电池模块的制造方法,其包含:经由粘接剂在太阳能电池的电极上配置接合线的配置工序;将所述接合线和测定所述太阳能电池的电特性的测定器连接,进行所述太阳能电池的电特性的测定的测定工序;基于所述测定工序的测定结果判定所述太阳能电池的等级的判定工序;将同一等级的所述太阳能电池模块化的模块化工序。

Description

太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池的输出测定方法及太阳能电池的输出测定夹具
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块的制造方法,特别是涉及在制造工序中判定太阳能电池单元的等级,且根据等级形成串的太阳能电池模块的制造方法。另外,本发明涉及测定太阳能电池的电特性的输出测定夹具及测定方法,特别是涉及与太阳能电池接触的电极端子的改良。
背景技术
目前,作为进行太阳能电池的电特性的测定的测定夹具,通常使用具备多个与太阳能电池的汇流电极接触的探测针的测定夹具(例如参照专利文献1)。这种测定夹具具有测定流过太阳能电池的电流的电流测定用探测针和测定太阳能电池中产生的电压的电压测定用探测针。
例如,如图16及图17所示,太阳能电池的电特性的测定通过所谓的4端子法进行,该4端子法中,使这些电流测定用探测针50及电压测定用探测针51接触于作为测定对象的太阳能电池53的汇流电极54上,一边对太阳能电池53的受光面照射模拟太阳光,一边测定流过太阳能电池53的电流及太阳能电池53中产生的电压。
在此,近年来,为缩减太阳能电池的制造工时,同时缩减Ag膏等的电极材料的使用量,实现制造成本的低成本化,提案有不设置汇流电极,而经由导电性粘接膜以与指状电极交叉的方式直接连接作为互连的接合线的工法。即使在这种无汇流构造的太阳能电池中,集电效率也与形成汇流电极的太阳能电池相同或更好。
在对这种无汇流构造的太阳能电池55测定电特性的情况下,需要使探测针56直接接触指状电极57。但是,如图18所示,探测针56的立设间隔和指状电极57所形成的间隔也多不一致,该情况下,不能对全部的指状电极57取得导通,发生自测量对象偏离的指状电极57,且不能测定正确的电特性。
为解决这样的课题,还提案有一种不使用探测针,而将矩形板状的条状电极用作测定端子,且以与全指状电极交叉的方式配置于太阳能电池的受光面的测定手法(例如参照专利文献2)。
但是,在条状电极的测定手法中,需要使条状电极的抵接面均一地抵接各指状电极,但难以高精度地形成条状电极的抵接面的平面度和调整条状电极相对于太阳能电池的水平度。另外,在指状电极的高度于太阳能电池的面内不均一的情况下,难以使条状电极以充分的压力抵接所有的指状电极。
另外,如果在测定太阳能电池的输出时照射模拟太阳光,则测定夹具带来的阴影会落下到受光面上,产生遮光损失,由此,难以进行正确的输出测定,另外,计算测定夹具导致的遮光损失并补正测定值较为繁琐。另外,即使对于无汇流构造的太阳能电池,可测定的夹具也为高成本,另外探测针和指状电极的对位和接触压的调整等测定工序也繁琐,因此,在太阳能电池模块的制造工序中,期望构建一种能够简便地进行太阳能电池的输出测定的太阳能电池的输出测定方法。
另外,进行输出特性的测定的太阳能电池根据输出特性进行分级。例如,对输出特性良好的高品质太阳能电池模块用的太阳能电池及输出特性虽然满足规定规格但还达不到良好的普通太阳能电池模块用的太阳能电池进行分级。
之后,太阳能电池按等级排列,通过利用接合线相互连接而形成串。在此,如果太阳能电池的输出特性的测定和太阳能电池串的形成顺畅地连动,则从使太阳能电池模块的制造工序高效化的观点出发是期望的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开第2006-118983号公报
专利文献2:日本专利公开第2010-177379号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的课题在于,解决现有的所述诸多问题,实现以下的目的。即,本发明的目的在于,提供能够使太阳能电池的输出特性的测定和太阳能电池的模块化的各工序连动,高效地制造太阳能电池模块的太阳能电池模块的制造方法,以及不仅对于具备汇流电极的太阳能电池,而且对于无汇流构造的太阳能电池,其它所有的太阳能电池也能够简易且正确地进行电特性的测定的太阳能电池的输出测定方法及太阳能电池的输出测定夹具。
用于解决课题的手段
作为解决所述课题的手段,如下。即:
<1>一种太阳能电池模块的制造方法,其特征在于,包含:
经由粘接剂在太阳能电池的电极上配置接合线的配置工序;
将所述接合线和测定所述太阳能电池的电特性的测定器连接,进行所述太阳能电池的电特性的测定的测定工序;
基于所述测定工序的测定结果判定所述太阳能电池的等级的判定工序;
将同一等级的所述太阳能电池模块化的模块化工序。
<2>根据<1>所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
模块化工序包含由密封材料及保护材料密封太阳能电池,同时将插入所述密封材料及所述保护材料的接合线与端子盒连接的处理。
<3>根据<1>所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
模块化工序包含将同一等级的太阳能电池排列,且经由接合线形成串的处理。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
配置工序包含将粘接剂成形为膜状,将所述粘接剂层叠于接合线的对太阳能电池的连接面的处理。
<5>根据<1>~<2>及<4>中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
太阳能电池为薄膜类太阳能电池。
<6>根据<1>及<3>~<4>中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
太阳能电池为结晶硅类太阳能电池,且为无汇流构造。
<7>一种太阳能电池的输出测定方法,其特征在于,包含:
将由丝带状的金属箔形成的测定端子片经由粘接剂配置于太阳能电池的电极上的配置工序;及
在所述测定端子片上连接电流计及电压计的至少任一个,测定所述太阳能电池的电特性的测定工序。
<8>根据<7>所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
测定端子片具有的长度为遍及太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
<9>根据<7>~<8>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
配置工序包含将粘接剂成形为膜状,并将所述粘接剂层叠于测定端子片的对太阳能电池的连接面的处理。
<10>根据<7>~<9>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂在测定工序之后可从太阳能电池剥离。
<11>根据<7>~<10>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂的粘接力为0.1N以上且低于5N。
<12>根据<7>~<11>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂为粘合剂树脂中分散有导电性填料的导电性粘接剂。
<13>根据<12>所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂中的导电性填料的含量相对于粘合剂树脂80质量份为5质量份~60质量份。
<14>根据<12>所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂中的导电性填料的含量相对于粘合剂树脂80质量份为20质量份~40质量份。
<15>根据<7>~<14>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
金属箔的表面粗糙度(Rz)为5μm~20μm。
<16>根据<7>~<15>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
太阳能电池为结晶类太阳能电池,且为无汇流构造。
<17>根据<7>~<15>中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
太阳能电池为薄膜类太阳能电池。
<18>一种太阳能电池的输出测定夹具,测定太阳能电池的电特性,其特征在于,
具有测定端子片,其连接于电流计及电压计的至少一个,且经由粘接剂配置于所述太阳能电池的电极上,由丝带状的金属箔形成。
<19>根据<18>所述的太阳能电池的输出测定夹具,其中
测定端子片具有的长度为遍及太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
发明效果
根据本发明,可以解决现有的所述诸多问题,提供能够使太阳能电池的输出特性的测定和太阳能电池的模块化的各工序连动,高效地制造太阳能电池模块的太阳能电池模块的制造方法,以及不仅对于具备汇流电极的太阳能电池,而且对于无汇流构造的太阳能电池,其它所有的太阳能电池也能够简易且正确地进行电特性的测定的太阳能电池的输出测定方法及太阳能电池的输出测定夹具。
附图说明
图1A是表示适用本发明的薄膜太阳能电池模块的制造工序的粘贴层叠体的斜视图。
图1B是表示适用本发明的薄膜太阳能电池模块的制造工序的平面图。
图2是适用本发明的薄膜太阳能电池模块的斜视图。
图3是表示接合线及粘接剂层的层叠体的剖面图。
图4是薄膜太阳能电池模块的平面图。
图5是表示适用本发明的薄膜太阳能电池模块的制造工序的工序图。
图6是适用本发明的硅类太阳能电池模块的斜视图。
图7A是表示硅类太阳能电池单元的输出特性的测定工序的斜视图。
图7B是表示硅类太阳能电池单元的输出特性的测定工序的剖面图。
图8是表示硅类太阳能电池单元的串的剖面图。
图9A是表示测定对于薄膜类太阳能电池的输出特性的工序的斜视图。
图9B是表示测定对于薄膜类太阳能电池的输出特性的工序的平面图。
图10A是表示测定对于结晶硅类太阳能电池的输出特性的工序的斜视图。
图10B是表示测定对于结晶硅类太阳能电池的输出特性的工序的平面图。
图11是表示导电性粘接膜的剖面图。
图12是表示测定端子片和导电性粘接膜的层叠体的剖面图。
图13A是表示薄膜类太阳能电池的模块化工序的图,是表示接合线的连接工序的斜视图。
图13B是表示薄膜类太阳能电池的模块化工序的图,是表示连接有接合线的太阳能电池的平面图。
图14是表示薄膜太阳能电池模块的斜视图。
图15是表示结晶硅类太阳能电池串的剖面图。
图16是表示采用现有的使用探测针的测定装置进行太阳能电池的电特性的测定的状态的斜视图。
图17是用于说明现有的使用探测针的测定装置进行的测定的图。
图18是用于说明通过现有的使用探测针的测定装置进行无汇流构造的太阳能电池的电特性的测定的图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明适用本发明的太阳能电池模块的制造方法、太阳能电池的输出测定方法及其输出测定夹具。此外,附图是示意图,各尺寸的比例等与现实上有所不同。具体的尺寸等应参酌以下说明来判断。另外,在图示相互之间当然也包含互相的尺寸关系或比例不同的部分。
(太阳能电池模块的制造方法)
本发明的太阳能电池模块的制造方法至少包含配置工序、测定工序、判定工序、模块化工序,进而根据需要还包含其它工序。
作为上述配置工序,只要是在太阳能电池的电极上经由粘接剂配置接合线的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
作为上述测定工序,只要是将上述接合线和测定上述太阳能电池的电特性的测定器连接,并进行上述太阳能电池的电特性的测定的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
作为上述判定工序,只要是根据上述测定工序的测定结果判定上述太阳能电池的等级的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
作为上述模块化工序,只要是将相同等级的上述太阳能电池模块化的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
上述模块化工序优选为包含用密封材料及保护材料密封上述太阳能电池,并且将插入上述密封材料及上述保护材料的接合线与端子盒连接的处理。
上述模块化工序优选为包含排列相同等级的上述太阳能电池,且经由上述接合线形成串的处理。
上述配置工序优选为包含将上述粘接剂成形为薄膜状,且将上述粘接剂层叠于上述接合线的对上述太阳能电池的连接面的处理。
上述太阳能电池优选为薄膜类太阳能电池。
上述太阳能电池优选为结晶硅类太阳能电池,并为无汇流结构。
[薄膜太阳能电池模块]
作为构成太阳能电池模块的太阳能电池,例如可使用在玻璃、不锈钢等基板上形成作为光电转换层的半导体层的所谓的薄膜太阳能电池1。如图1A及图1B所示,薄膜太阳能电池1构成将多个太阳能电池单元2利用接触线连接而成的太阳能电池串。如图2所示,具有该串结构的薄膜太阳能电池1以单体或连结多个而成的矩阵构成,在背面侧设置密封粘接剂的片材3及背板4,且一并进行层压,由此形成薄膜太阳能电池模块6。此外,薄膜太阳能电池模块6适宜在周围安装铝等金属框架7。
作为上述密封粘接剂,例如使用乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)等透光性密封材料。另外,作为背板4,使用耐候性、耐热性、耐水性、耐光性等诸特性优异的塑料薄膜或片材。作为背板4,例如可使用活用氟类树脂的高耐性特征的聚氟乙稀(PVF)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚氟乙稀(PVF)的结构的层叠片材。
[太阳能电池单元]
适用本发明的薄膜太阳能电池1是在透光性绝缘基板8上按顺序层叠形成有省略图示的由透明导电膜构成的透明电极膜、光电转换层及背面电极膜,从透光性绝缘基板8侧入射光的覆板型的太阳能电池。此外,薄膜太阳能电池还有按顺序形成有基材、背面电极、光电转换层及透明电极的基板型太阳能电池。以下,以覆板型的薄膜太阳能电池1为例进行说明,但本技术也可以用于基板型的薄膜太阳能电池。
另外,应用本发明的太阳能电池可使用全部薄膜类太阳能电池,例如非晶硅、微晶串、CdTe、CIS、挠性等各种薄膜类太阳能电池、或所谓的单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、HIT太阳能电池之类的所谓硅类太阳能电池。
作为透光性绝缘基板8,可使用玻璃、聚酰亚胺等耐热性树脂。
作为上述透明电极膜,例如可使用SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO(氧化锌中掺杂了Al的透明电极体)等。
作为上述光电转换层,例如可使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等硅类光电转换膜或CdTe、CuInSe2、Cu(In、Ga)Se2等化合物类光电转换膜。
上述背面电极膜例如具有透明导电膜和金属膜的层叠构造。作为上述透明电极膜,例如可使用SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO等。作为上述金属膜,例如可使用银、铝等。
如图1A所示,这样构成的薄膜太阳能电池1形成有多个具有遍及透光性绝缘基板8的大致全宽的长度的矩形状的太阳能电池单元2。各太阳能电池单元2通过电极分割线分离,同时,通过接触线在相邻的太阳能电池单元2、2彼此之间将一个的透明电极膜和另一个的背面电极膜相互连接,由此构成将多个太阳能电池单元2串联连接而成的太阳能电池串。
而且,薄膜太阳能电池1在太阳能电池串的一端部的太阳能电池单元2的透明电极膜的端部上形成有与太阳能电池单元2大致相同长度的线状的P型电极端子部9,且在另一端部的太阳能电池单元2的背面电极膜的端部上形成有与太阳能电池单元2大致相同长度的线状的N型电极端子部10。薄膜太阳能电池1以这些P型电极端子部9及N型电极端子部10为电极取出部,经由正极用接合线11及负极用接合线15向端子盒19供电。
正极用接合线11及负极用接合线15通过与薄膜太阳能电池1的P型电极端子部9及N型电极端子部10导通连接,而取出电力,并且在测定电力特性时,成为与电流计A及电压计V的至少任一个连接的测定端子。如图3所示,正极用接合线11及负极用接合线15例如通过在接合线20的一面层叠一体化粘接剂层21而构成。
如图4所示,正极用接合线11具有正极集电接合部12和正极连接接合部13。正极集电接合部12经由粘接剂层21连接于薄膜太阳能电池1的P型电极端子部9上。正极连接接合部13在与电流计A及电压计V的至少任一个连接的同时,也与端子盒19连接。正极集电接合部12和正极连接接合部13经由折回部14而连续。此外,图4中,为便于说明,省略图示密封粘接材料的片材3及背板4。
正极连接接合部13在测定薄膜太阳能电池1的电力特性的测定时,与电流计A及电压计V的至少任一个连接,在将薄膜太阳能电池1模块化时,插入密封粘接材料的片材3及背板4,并与设于背板4上的端子盒19连接。
负极用接合线15具有负极集电接合部16和负极连接接合部17。负极集电接合部16经由粘接剂层21连接于薄膜太阳能电池1的N型电极端子部10上。负极连接接合部17在与电流计A及电压计V的至少任一个连接的同时,也与端子盒19连接。负极集电接合部16和负极连接接合部17经由折回部18而连续。
负极连接接合部17在测定薄膜太阳能电池1的电力特性时,与电流计A及电压计V的至少任一个连接,且在将薄膜太阳能电池1模块化时,插入密封粘接材料的片材3及背板4,并与设于背板4上的端子盒19连接。
下面,详细说明正极用接合线11,但负极用接合线15也具有与正极用接合线11相同的结构。
接合线20例如为与P型电极端子部9大致相同宽度的1mm~3mm宽度的平角线。接合线20例如通过对轧制为平均厚度9μm~300μm的铜箔、铝箔等进行切割,或将铜、铝等细的金属线轧制成平板状而形成。
正极集电接合部12具有与P型电极端子部9大致相同的长度,经由层叠于接合线20的一面的粘接剂层21与P型电极端子部9的整个面电且机械地接合。另外,正极连接接合部13为正极用接合线11的一部分以折回部14折回的前端部分,在测定薄膜太阳能电池1的电力特性时,成为与电流计A及电压计V的至少任一个连接的测定端子,在进行之后的模块化时,插入设于密封粘接材料的片材3及背板4的插入孔并向背板4上折回,将前端与设于背板4上的端子盒19的端子台连接。
折回部14设于正极用接合线11的一部分,例如正极集电接合部12的端部。正极用接合线11的比折回部14的更前端成为正极连接接合部13。因此,就正极用接合线11而言,由于正极集电接合部12和正极连接接合部13经由折回部14连续且不具有接合部分,所以能够防止电荷集中于接合部位导致的电阻值的增大、接合部分的连接可靠性的降低、热及应力集中于接合部分导致的透光性绝缘基板8的损伤等。
正极用接合线11优选具有P型电极端子部9的长度的大致2倍左右的长度,且在全长的大致50%的位置折回。由此,正极用接合线11无论是薄膜太阳能电池1的背板4上的端子盒19的哪一位置,都能够可靠地将正极连接接合部13与端子盒19连接。负极用接合线15也相同。
如图3所示,正极用接合线11及负极用接合线15在接合线20的一面20a设有与P型电极端子部9或N型电极端子部10连接的粘接剂层21。粘接剂层21设于接合线20的一面20a的全面,例如由涂层焊锡、导电性粘接膜23等构成。
如图3所示,导电性粘接膜23在热固化性的粘合剂树脂层24中高密度地含有导电性粒子25。另外,导电性粘接膜23从压入性的观点来看,优选粘合剂树脂的最低溶融粘度为100Pa·s~100,000Pa·s。导电性粘接膜23若最低溶融粘度过低,则在从虚压装到实固化的过程中树脂会流动而容易产生连接不良或向单元表面的溢出。另外,即使最低溶融粘度过高,在膜粘合时也容易产生不良,存在对连接可靠性产生不良影响的情况。此外,关于最低溶融粘度,可以将规定量的样品装填到旋转式粘度计中,一边以规定的升温速度上升一边进行测定。
作为用于导电性粘接膜23的导电性粒子25,没有特别限制,例如可举出:镍、金、银、铜等金属粒子、对树脂粒子实施了镀金等的粒子、在对树脂粒子实施了镀金的粒子的最外层实施了绝缘被覆的粒子等。
导电性粒子可以是一个一个地个别存在的粉末,但优选是一次粒子相连的链状的粒子。作为前者的例子,有具有长钉状突起的球状的镍粉,作为优选使用的后者的例子,有灯丝状镍粉。通过使用后者,从而导电性粒子25具备弹性,能够分别提高物性相互不同的正极集电用接合线11和P型电极端子部9的连接可靠性及负极集电用接合线15和N型电极端子部10的连接可靠性。
此外,导电性粘接膜23优选常温附近的粘度为10kPa·s~10,000kPa·s,更优选为10kPa·s~5,000kPa·s。由于导电性粘接膜23的粘度在10kPa·s~10,000kPa·s的范围,从而在将导电性粘接膜23设于接合线20的一面20a并卷绕于卷轴26上的情况下,能够防止由所谓的溢出造成的阻塞,另外,能够维持规定的粘接力。
导电性粘接膜23的粘合剂树脂层24的组成,只要不损害上述那样的特征,就没有特别限制,但是,更优选含有膜形成树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂、硅烷偶联剂。
上述膜形成树脂相当于数平均分子量为10,000以上的高分子量树脂,从膜形成性的观点考虑,优选为10,000~80,000左右的数平均分子量。作为上述膜形成树脂,例如可以使用环氧树脂、改性环氧树脂、聚氨酯树脂、苯氧基树脂等各种树脂,其中,从膜形成状态、连接可靠性等的观点考虑,特别优选使用苯氧基树脂。
作为上述液状环氧树脂,只要在常温下具有流动性,就没有特别限制,市售的环氧树脂全都能使用。作为这样的环氧树脂,具体而言,例如可使用萘型环氧树脂、联苯型环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、双酚型环氧树脂、芪型环氧树脂、三酚基甲烷型环氧树脂、芳烷基酚型环氧树脂、萘酚型环氧树脂、二环戊二烯型环氧树脂、三苯基甲烷型环氧树脂等。它们可以单独使用,也可以组合两种以上使用。另外,也可以与丙烯酸树脂等其它有机树脂适当地进行组合使用。
作为上述潜在性固化剂,可使用加热固化型、UV固化型等各种固化剂。上述潜在性固化剂通常不反应,而根据某种触发激活,开始反应。
上述触发有热、光、加压等,可根据用途选择使用。其中,在本实施方式中,特别适合使用加热固化型的潜在性固化剂,通过加热按压在P型电极端子部9、N型电极端子部10而被实固化。在使用上述液状环氧树脂的情况下,可以使用由咪唑类、胺类、锍盐、盐等构成的潜在性固化剂。
作为上述硅烷偶联剂,例如可使用环氧类、氨基类、巯基·硫化物类、酰脲类等。其中,在本实施方式中,特别优选使用环氧类硅烷偶联剂。由此,能够使有机材料和无机材料的界面处的粘接性提高。
另外,作为其它的添加组合物,优选含有无机填料。由于导电性粘接膜23含有上述无机填料,从而能够调整压装时的树脂层的流动性,能够提高粒子捕获率。作为上述无机填料,例如可以使用二氧化硅、滑石、氧化钛、碳酸钙、氧化镁等,所以上述无机填料的种类没有特别限定。
图3是示意性表示层叠有接合线20及导电性粘接膜23的层叠体22的图。该导电性粘接膜23在剥离基材27上层叠有粘合剂树脂层24,且成形为带状。该带状的导电性粘接膜23以剥离基材27成为外周侧的方式卷绕层叠于卷轴26上。作为剥离基材27,没有特比限制,例如可举出PET(Poly Ethylene Terephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methlpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等。
导电性粘接膜23层叠于正极用接合线11及负极用接合线15的接合线20的一面20a。这样,通过将接合线20和导电性粘接膜23预先层叠一体化,在实际使用时,通过将剥离基材27剥离,且将导电性粘接膜23的粘合剂树脂层24贴合于P型电极端子部9或N型电极端子部10上,实现正极用接合线11或负极用接合线15和各电极端子部9、10的预粘贴。
为得到上述的导电性粘接膜23,首先,使导电性粒子25、上述膜形成树脂、上述液状环氧树脂、上述潜在性固化剂、上述硅烷偶联剂溶解于溶剂中,得到树脂生成用溶液。作为上述溶剂,例如可使用甲苯、乙酸乙酯等或它们的混合溶剂。将溶解而得到的上述树脂生成用溶液涂布于剥离基材27上,使溶剂挥发,由此得到导电性粘接膜23。之后,将导电性粘接膜23贴附于接合线20的一面20a。由此,形成遍及接合线20的一面20a的全面设置了导电性粘接膜23的层叠体22。
形成有这种导电性粘接膜23的正极用接合线11或负极用接合线15在预粘贴于P型电极端子部9上或N电极端子部10上之后,通过加热按压头或真空层压机以规定的温度、压力进行热加压。由此,导电性粘接膜23使粘合剂树脂从P型电极端子部9和正极集电接合部12之间及N型电极端子部10和负极集电接合部16之间流出,同时将导电性粒子25夹持于各集电接合部12、16和各电极端子部9、10之间,在该状态下使粘合剂树脂固化。由此,导电性粘接膜23可以将各集电接合部12、16粘接于各电极端子部9、10上,同时使各集电接合部12、16和各电极端子部9、10导通连接。
此外,作为实现P型电极端子部9和正极用接合线11的连接及N型电极端子部10和负极用接合线15的连接的粘接剂层21,除上述的导电性粘接膜23之外,还可以使用绝缘性粘接膜。
上述绝缘性粘接膜除在粘合剂树脂层中不含导电性粒子之外,具有与导电性粘接膜同样的结构。
(太阳能电池的输出测定方法)
本发明的太阳能电池的输出测定方法至少包含配置工序和测定工序,进而根据需要还包含其它工序。
作为上述配置工序,只要是将由丝带状的金属箔形成的测定端子片经由粘接剂配置于太阳能电池的电极上的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
作为上述测定工序,只要是在上述测定端子片上连接电流计及电压计的至少任一个,测定上述太阳能电池的电特性的工序,就没有特别限制,可根据目的适宜选择。
上述测定端子片优选具有的长度为遍及上述太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
上述配置工序优选包含将上述粘接剂成形为膜状,且将上述粘接剂层叠于上述测定端子片的对上述太阳能电池的连接面的处理。
上述粘接剂优选在上述测定工序之后可从上述太阳能电池剥离。
上述粘接剂的粘接力优选为0.1N以上且低于5N。
上述粘接剂优选为在粘合剂树脂中分散有导电性填料的导电性粘接剂。
作为上述粘接剂中的上述导电性填料的含量,没有特别限制,可根据目的适宜选择,相对于上述粘合剂树脂80质量份,优选为5质量份~60质量份,更优选为20质量份~40质量份。
上述金属箔的表面粗糙度(Rz)优选为5μm~20μm。
上述太阳能电池优选为结晶类太阳能电池,且为无汇流构造。
上述太阳能电池优选为薄膜类太阳能电池。
(太阳能电池的输出测定夹具)
本发明的太阳能电池的输出测定夹具至少具有测定端子片,进而根据需要具有其它部件。
上述太阳能电池的输出测定夹具是测定太阳能电池的电特性的夹具。
上述测定端子片与电流计及电压计的至少任一个连接,且经由粘接剂配置于上述太阳能电池的电极上。
上述测定端子片由丝带状的金属箔形成。
上述测定端子片优选具有的长度为遍及上述太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
[薄膜太阳能电池模块的制造工序]
其次,对上述的薄膜太阳能电池模块6的制造工序进行说明。如图5所示,薄膜太阳能电池模块6的制造工序具有:薄膜太阳能电池1的制造工序(步骤1)、在薄膜太阳能电池1的P型电极端子部9及N型电极端子部10上配置层叠体22的工序(步骤2)、在层叠体22的接合线20连接电流计A及电压计V的至少任一个而测定薄膜太阳能电池1的电特性(输出特性)的工序(步骤3)、基于测定结果(输出结果)判定薄膜太阳能电池1的等级的工序(步骤4)、根据等级将薄膜太阳能电池1模块化的工序(步骤5)。
薄膜太阳能电池1通过通常的方法制造。在薄膜太阳能电池1的P型电极端子部9及N型电极端子部10上配置层叠体22(图1A及图1B)。层叠体22从卷轴26拉出规定长度,经切割后,将剥离基材27剥离,将露出的导电性粘接膜23配置于P型电极端子部9及N型电极端子部10上,并利用接合器等从接合线之上加压规定时间。由此,经由导电性粘接膜23在P型电极端子部9及N型电极端子部10上分别设置正极用接合线11及负极用接合线15(接合线20)。
连接了正极用接合线11及负极用接合线15的薄膜太阳能电池1被进行电特性(电力特性)的测定,且根据测定结果(输出特性)进行分级。例如,对输出特性良好的高品质的太阳能电池模块用的薄膜太阳能电池1、或输出特性满足规定规格但不能达到良好的普通的太阳能电池模块用的薄膜太阳能电池1进行分级。
输出特性的测定通过经由缆线29在正极用接合线11及负极用接合线15的各集电接合部12、16的更前部的连接接合部13、17连接电流计A及电压计V的至少任一个来进行。通过将规定的模拟太阳光照射薄膜太阳能电池1的表面,可以进行薄膜太阳能电池1的电特性的测定。
此时,作为测定端子,使用正极用接合线11及负极用接合线15的连接接合部13、17,由此,可不使用专用的测定夹具而简易地进行电力特性的测定。另外,在使用专用的测定夹具的情况下,需要考虑该夹具的阴影导致的输出降低的影响,但通过使用连接接合部13、17作为测定端子,不需要考虑该阴影的影响。此外,在使用连接接合部13、17作为测定端子的情况下,需要考虑该连接接合部13、17的电阻,但接合线20的电阻值是已知的,经由连接接合部13、17而导致的电流值及电压值的补正较为容易。另一方面,要补正测定夹具的阴影导致的输出降低的影响,计算较为复杂,并且正确性也差。
之后,薄膜太阳能电池1根据输出特性进行高品质或通常品质等的分级,按等级移至模块化的工序。在模块化工序中,按等级排列薄膜太阳能电池1,经由正极用接合线11及负极用接合线15形成太阳能电池串,或以薄膜太阳能电池1单体模块化。薄膜太阳能电池1或太阳能电池串在背面层叠有密封粘接材料的片材3及背板4,利用真空层压机等一并进行层压密封。此时,连接接合部13、17插入设于密封粘接材料的片材3和背板4的插入孔,与配设于背板4上的端子盒19连接(图2)。
这样,薄膜太阳能电池1通过将连接于端子盒19的连接接合部13、17作为电力特性的测定端子使用,从电力特性的测定、分级直至模块化可以连续进行。因此,根据这样的太阳能电池模块的制造方法,可以不使用测定太阳能电池的输出特性的专用的夹具而使制造工序高效化。
[硅类太阳能电池]
此外,上述中以使用薄膜太阳能电池1作为太阳能电池的情况为例进行了说明,但使用硅类太阳能电池的情况也相同,可以使用接合线进行集电、测定及单元连接。
例如,如图6、图7A及图7B所示,在将遍及侧缘间的多个指状电极31并设的硅类太阳能电池单元30上,经由粘接剂层33连接与全指状电极31交叉的接合线32。接合线32与上述的正极用接合线11及负极用接合线15相同,具有:连接于硅类太阳能电池单元30的受光面上且与指状电极31或背面电极37连接的集电接合部35;在测定硅类太阳能电池单元30的电力特性时成为与电流计A及电压计V的至少任一个连接的测定端子,在之后的模块化时与相邻的硅类太阳能电池单元30的电极或设于相邻的硅类太阳能电池单元30的接合线32连接的连接接合部36。
与上述的粘接剂层21相同,粘接剂层33可以使用导电性粘接膜23或粘接膏。另外,导电性粘接膜23可以预先层叠于接合线32的两面并一并粘贴于硅类太阳能电池单元30,也可以与接合线32分开地形成并分别粘贴于硅类太阳能电池单元30。
集电接合部35具有与和指状电极的长度方向正交的硅类太阳能电池单元30的一边大致相同的长度,通过粘接剂层33与指状电极31导通连接。连接接合部36为比集电接合部35更靠前部的部分,通过粘接剂层33与相邻的硅类太阳能电池单元30的指状电极31或背面电极37导通连接,或与同样设于相邻的硅类太阳能电池单元30的接合线32的连接接合部36导通连接。由此,硅类太阳能电池单元30构成串34,该串34由密封粘接剂的片材3夹持,与设于受光面侧的表面罩5及设于背面侧的背板4一同一并进行层压,由此形成硅类太阳能电池模块38。此外,硅类太阳能电池模块38适宜在周围安装铝等金属框架7。
[硅类太阳能电池模块的制造工序]
其次,对上述的硅类太阳能电池模块38的制造工序进行说明。硅类太阳能电池模块38的制造工序也与上述薄膜太阳能电池模块的制造工序相同,如图5所示,具有:硅类太阳能电池单元30的制造工序(步骤1)、在该硅类太阳能电池单元30的指状电极31及背面电极37上配置接合线32的工序(步骤2)、在接合线32连接电流计A及电压计V的至少任一个来测定硅类太阳能电池单元30的电特性的工序(步骤3)、基于测定结果判定硅类太阳能电池单元30的等级的工序(步骤4)、根据等级将硅类太阳能电池单元30模块化的工序(步骤5)。
硅类太阳能电池单元30通过通常的方法制造。硅类太阳能电池单元30在形成指状电极31及背面电极37之后,经由粘接剂层33在受光面及背面粘贴接合线32的集电接合部35。此外,下面以不具有汇流电极的无汇流类型的硅类太阳能电池单元30为例进行说明,但本发明也可以适用于具有汇流电极的硅类太阳能电池单元30。如图7A所示,接合线32以与在受光面上形成有多个的全指状电极31交叉的方式例如粘贴两条。另外,如图7B所示,接合线32在形成于背面的背面电极37的规定位置粘贴两条。
然后,硅类太阳能电池单元30进行电力特性的测定,且根据输出特性进行分级。例如,对输出特性良好的高品质的太阳能电池模块用的硅类太阳能电池单元30、或输出特性满足规定规格但不能达到良好的普通的太阳能电池模块用的硅类太阳能电池单元30进行分级。
就输出特性的测定而言,经由缆线29在接合线32的集电接合部35的更前部的连接接合部36连接电流计A及电压计V的至少任一个,且将规定的模拟太阳光照射硅类太阳能电池单元30的表面,由此,可利用所谓4端子法进行硅类太阳能电池单元30的电特性的测定。
此时,作为测定端子,使用接合线32的连接接合部36,由此,可不使用专用的测定夹具而简易地进行电力特性的测定。另外,在使用专用的测定夹具的情况下,需要考虑该夹具的阴影导致的输出降低的影响,但通过使用连接接合部36作为测定端子,不需要考虑该阴影的影响。此外,在使用连接接合部36作为测定端子的情况下,需要考虑该连接接合部36的电阻,但接合线32的电阻值是已知的,经由连接接合部36而导致的电流值及电压值的补正较为容易。另一方面,要补正测定夹具的阴影导致的输出降低的影响,计算较为复杂,并且正确性也差。进而,接合线32由于使用铜箔等的金属箔作为基材,经由导电性粘接膜23粘贴于硅类太阳能电池单元30的表面上,所以也可以追随指状电极31的凹凸而均等地连接于全指状电极31,可以进行正确的输出特性的测定。
之后,硅类太阳能电池单元30根据输出特性进行高品质或通常品质等的分级,并按等级移至模块化的工序。在模块化工序中,如图8所示,将作为测定端子使用的连接接合部36直接作为互连通过焊锡或粘接剂等连接于相邻的硅类太阳能电池单元30上粘贴的接合线32的连接接合部36,或者经由粘接剂层33连接于指状电极31及背面电极37,由此形成串34。串34预先由同等级的硅类太阳能电池单元30构成,由此,可以制造高品质的硅类太阳能电池模块38或通常品质的硅类太阳能电池模块38。其次,在串34的表背面层叠密封粘接材料的片材3和表面罩5及背板4,且利用真空层压机等一并进行层压密封,由此形成硅类太阳能电池模块38。此外,硅类太阳能电池模块38适宜在周围安装铝等金属框架7(图6)。
这样,在硅类太阳能电池中,将与相邻的硅类太阳能电池单元30连接的连接接合部36作为电力特性的测定端子使用,由此,从电力特性的测定、分级直至模块化可以连续进行。因此,根据这样的太阳能电池模块的制造方法,可以使制造工序高效化。进而,根据本方法,通过分级而发现的次品不适用于模块化工序,因此,相比目前可以提高生产性。
此外,硅类太阳能电池单元在于受光面上形成有与指状电极31交叉的汇流电极的情况下,经由粘接剂层33在该汇流电极上连接接合线32。该情况下,通过将接合线32的连接接合部36作为测定端子使用,可以不使用专用的测定夹具而高效地从电力特性的测定进行至模块化为止。
[太阳能电池的输出测定方法]
在适用本发明的太阳能电池的输出测定方法中,如图9A、图9B、图10A及图10B所示,通过将作为测定夹具的、由长度为遍及太阳能电池101的相对向的两侧缘间形成的电极104的长度以上的丝带状的金属箔构成的测定端子片102经由粘接剂103配置于太阳能电池101的表面电极上而进行。
具体而言,该测定端子片102由长度为遍及成形为矩形状的太阳能电池101的相对向的两侧缘间形成的电极104的长度以上的长条状导电性基材构成,例如使用9μm~300μm厚度且与后述的导电性粘接膜103a大致相同宽度的丝带状铜箔,根据需要实施镀金、镀银、镀锌、镀锡等。
例如,如图9A及图9B所示,测定端子片102配置在形成于薄膜类太阳能电池101的表面的P型电极104a和N型电极104b上,且在配置于各表面电极的测定端子片102间分别连接电流计105及电压计106的至少任一个。而且,就输出测定方法而言,通过照射规定的模拟太阳光而测定经由测定端子片102流向太阳能电池101的电流及太阳能电池101中产生的电压的至少任一个。
另外,例如如图10A及图10B所示,测定端子片102以与形成于结晶硅类太阳能电池101的表面的多个指状电极104c交叉的方式配置,并且配置在形成于背面全面的背面电极104d上,在配置于表背面的测定端子片102间连接电流计105及电压计106的至少任一个。而且,就本输出测定方法而言,通过照射规定的模拟太阳光而测定经由测定端子片102流向太阳能电池101的电流及太阳能电池101中产生的电压的至少任一个。
测定端子片102经由粘接剂103配置于太阳能电池101的电极104上。作为粘接剂103,例如可使用导电性粘接膜103a。如图9A所示,导电性粘接膜103a可以预先层叠一体化于测定端子片102的一面,或也可以在测定时配置于太阳能电池101的表面电极上之后再重叠配置测定端子片102。
如图11所示,导电性粘接膜103a在粘合剂树脂107中高密度地含有导电性填料108,且成形为膜状,例如可使用Dexerials株式会社制:SP100系列。
作为用于导电性粘接膜103a的导电性填料108,没有特别限制,例如可举出镍、金、银、铜等金属粒子、对树脂粒子实施了镀金的粒子、在对树脂粒子实施了镀金的粒子的最外层实施有绝缘被覆的粒子等。
导电性粘接膜103a的粘合剂树脂107的组成没有特别限制,例如可使用热固化型的环氧类固化型树脂组合物、丙烯酸类固化型树脂组合物等。
上述环氧类固化型树脂组合物例如由分子内具有两个以上的环氧基的化合物或树脂、环氧固化剂、成膜成分等构成。
作为上述分子内具有两个以上的环氧基的化合物或树脂,可以为液状,也可以为固体状,例如可举出双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂等二官能环氧树脂、苯酚酚醛型环氧树脂、甲酚甲醛型环氧树脂等的酚醛型环氧树脂等。另外,也可以使用3,4-环氧环己烯基甲基-3’,4’-环氧环己烯羧酸酯等脂环式环氧化合物。
作为上述环氧固化剂,例如可举出胺类固化剂、咪唑类固化剂、酸酐类固化剂、锍阳离子类固化剂等。上述环氧固化剂也可以为潜在性。
作为上述成膜成分,例如可举出环氧化合物及与环氧树脂相溶的苯氧基树脂、丙烯酸树脂等。
上述环氧类固化型树脂组合物根据需要可以含有公知的固化促进剂、硅烷偶联剂、金属捕获剂、丁二烯橡胶等応力缓和剂、二氧化硅等无机填料、聚异氰酸酯类交联剂、着色料、防腐剂、溶剂等。
上述丙烯酸类固化型树脂组合物例如由(甲基)丙烯酸酯单体、成膜用树脂、二氧化硅等无机填料、硅烷偶联剂、自由基聚合引发剂等构成。
作为上述(甲基)丙烯酸酯单体,例如可使用单官能(甲基)丙烯酸酯单体、多官能(甲基)丙烯酸酯单体及在它们中导入了环氧基、胺甲酸酯基、氨基、环氧乙烷基、环氧丙烷基等的改性单官能或多官能(甲基)丙烯酸酯单体等。另外,只要不损害本发明的效果,则可以并用与上述(甲基)丙烯酸酯单体自由基共聚的其它单体,例如(甲基)丙烯酸酸、乙酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯。
作为用于上述丙烯酸类固化型树脂组合物的上述成膜用树脂,例如可举出:苯氧基树脂、聚乙烯缩醛树脂树脂、聚乙烯丁缩醛树脂、烷基化纤维素树脂、聚酯树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚氨酯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂等。
作为上述自由基聚合引发剂,例如可举出:过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二丁基等有机过氧化物、偶氮双异丁睛、偶氮双戊睛等偶氮双类化合物等。
上述丙烯酸类固化型树脂组合物可根据需要含有丁二烯橡胶等应力缓和剂、乙酸乙酯等溶剂、着色料、抗氧化剂、抗老化剂等。
从由含有导电性填料108的环氧类固化型树脂组合物、或丙烯酸类固化型树脂组合物构成的粘合剂树脂107向导电性粘接膜的成形可使用公知的手法进行。例如,使导电性填料108、膜形成树脂、液状环氧树脂、潜在性固化剂、硅烷偶联剂溶解于溶剂中,将溶解得到的树脂生成用溶液涂布于剥离片材109上,使溶剂挥发,由此得到成形为膜状的导电性粘接膜103a。作为上述溶剂,例如可使用甲苯、乙酸乙酯等、或它们的混合溶剂。
作为剥离片材109,没有特别限制,例如可使用PET(Poly EthyleneTerephthalate)、OPP(Oriented Polypropylene)、PMP(Poly-4-methlpentene-1)、PTFE(Polytetrafluoroethylene)等。膜状的导电性粘接膜103a卷绕于卷轴上。
在将测定端子片102和导电性粘接膜103a预先层叠一体化的情况下,将卷绕于卷轴的测定端子片102及导电性粘接膜103a分别拉出,利用辊式层压机等贴合。如图12所示,测定端子片102和导电性粘接膜103a的层叠体111被卷绕于卷轴110进行保管,在使用时拉出。
在进行太阳能电池101的输出测定时,测定端子片102及导电性粘接膜103a的层叠体111被切割成长度为太阳能电池101的相对向的两侧缘间的长度以上,并预贴于遍及太阳能电池101的表面的相对向的两侧缘间形成的电极104上。
此时,该层叠体111分别配置于薄膜类太阳能电池101的表面的P型电极104a上及N型电极104b上(图9A及图9B)。另外,层叠体111以与形成于结晶硅类太阳能电池101的表面的指状电极104c交叉的方式配置,并且配置在形成于背面全面的背面电极104d上(图10A及图10B)。
然后,导电性粘接膜103a通过从测定端子片102上利用接合器以规定的压力加压规定时间,通过粘合剂树脂107的粘接力使测定端子片102和电极104a~104d直接或经由导电性填料108接触。由此,导电性粘接膜103a可以将测定端子片102粘接于电极104a~104d上并导通连接。
此外,在将测定端子片102和导电性粘接膜103a分别配置于太阳能电池101上的情况下,首先,将切割成规定长度的导电性粘接膜103a以与太阳能电池101的电极104a~104d遍及长度方向重叠的方式预贴于相对向的两侧缘间。接着,将切割为规定长度的测定端子片102重叠配置于导电性粘接膜103a上,之后从测定端子片102上利用接合器加压。
与电极104a及104b、或104c及104d连接的各测定端子片102在其间连接电流计105及电压计106的至少任一个,供太阳能电池101的输出测定。此时,测定端子片102由于将丝带状铜箔等的金属箔作为基材使用并经由粘接剂103连接,因此,被均等地粘接于各电极104a~104d的全部之上。另外,测定端子片102由于在太阳能电池101的受光面上没有落下阴影,所以也不会产生遮光损失导致的测定误差。而且,由于测定端子片102为粘接金属箔的片,所以也不会带来使用太阳能电池101专用的测定夹具的情况下的负荷。
在测定了输出后,将测定端子片102及粘接剂103从太阳能电池的电极104a~104d剥离。此时,通过使用测定端子片102和导电性粘接膜103a的层叠体111,可以同时剥离测定端子片102和粘接剂103。
在此,导电性粘接膜103a通过调整粘合剂树脂组合物的配合比或充填于粘合剂树脂107的导电性填料108的充填量,可以调整用于预贴于太阳能电池101的电极104a~104d上的粘接力及测定了输出后将测定端子片102从太阳能电池101的电极104a~104d上剥离的剥离性。
此外,作为太阳能电池101,例如在使用硅类太阳能电池的情况下,测定端子片102及粘接剂103以与遍及相对向的两侧缘间形成的汇流电极重叠的方式配置于太阳能电池101的表面。另外,在使用不形成汇流电极而仅由指状电极构成的所谓的无汇流类型的硅类太阳能电池的情况下,测定端子片102及粘接剂103以与全指状电极正交的方式遍及太阳能电池101的相对向的两侧缘间配置。此时,测定端子片102也可以与指状电极104c的形成间隔无关地与全指状电极正交连接,可以进行正确的太阳能电池101的输出测定。在使用其它方式的太阳能电池的情况下,测定端子片102及粘接剂103也被适宜设于作为电极取出部的电极上。
另外,上述对使用导电性粘接膜103a的情况进行了说明,但本发明不限于膜形状的导电性粘接剂,也可以使用膏状的导电性粘接剂、或不含导电性粒子的绝缘性粘接膜或绝缘性粘接膏等绝缘性的粘接剂。
[太阳能电池]
其次,说明通过测定端子片102进行电特性的测定的太阳能电池101。作为太阳能电池101,例如可使用在玻璃、不锈钢等基板上形成有作为光电转换层的半导体层的所谓的薄膜太阳能电池。由薄膜太阳能电池构成的太阳能电池101为在透光性绝缘基板112上按顺序层叠形成省略图示的由透明导电膜构成的透明电极膜、光电转换层及背面电极膜,且从透光性绝缘基板112侧入射光的覆板型的太阳能电池。此外,薄膜太阳能电池也有按顺序形成基材、背面电极、光电转换层及透明电极的基板型太阳能电池。以下,以覆板型的太阳能电池101为例进行说明,但本技术也可以用于基板型的薄膜太阳能电池。
另外,应用本发明的太阳能电池101可使用全部薄膜类太阳能电池,例如非晶硅、微晶串、CdTe、CIS、挠性等各种薄膜类太阳能电池、或结晶类太阳能电池。
作为透光性绝缘基板112,可使用玻璃、聚酰亚胺等耐热性树脂。
作为上述透明电极膜,例如可使用SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO(氧化锌中掺杂了Al的透明电极体)等。
作为上述光电转换层,例如可使用非晶硅、微晶硅、多晶硅等硅类光电转换膜或CdTe、CuInSe2、Cu(In、Ga)Se2等化合物类光电转换膜。
上述背面电极膜例如具有透明导电膜和金属膜的层叠构造。作为上述透明电极膜,例如可使用SnO2、ZnO、ITO、IZO、AZO等。上述金属膜例如可使用银、铝等。
如图9A所示,这样构成的薄膜太阳能电池101形成有多个具有遍及透光性绝缘基板112的大致全宽的长度的矩形状的太阳能电池单元113。各太阳能电池单元113通过电极分割线分离,同时,通过接触线在相邻的太阳能电池单元113、113彼此之间将一个的透明电极膜和另一个的背面电极膜相互连接,由此构成将多个太阳能电池单元113串联连接而成的太阳能电池串。
而且,太阳能电池101在太阳能电池串的一端部的太阳能电池单元113的透明电极膜的端部上形成有与太阳能电池单元113大致相同长度的线状的P型电极104a,且在另一端部的太阳能电池单元113的背面电极膜的端部上形成有与太阳能电池单元113大致相同长度的线状的N型电极104b。太阳能电池101以这些P型电极104a及N型电极104b为电极取出部,经由正极用接合线117及负极用接合线118向端子盒119供电。
如图13A及图13B所示,在太阳能电池101中,经由粘接剂层在P型电极104a及N型电极104b上连接正极用接合线117及负极用接合线118。粘接剂层例如可使用焊锡或导电性粘接膜、导电性粘接膏。导电性粘接膜可以在预贴于P型电极104a及N型电极104b上之后,使正极用接合线117及负极用接合线118重叠,或者也可以将在正极用接合线117及负极用接合线118的一面预先层叠有导电性粘接膜的层叠体设于P型电极104a及N型电极104b上。
作为导电性粘接膜,可以使用具备与上述的导电性粘接膜103a相同的结构的粘接膜,作为正极用接合线117及负极用接合线118,可以使用具备与上述的测定端子片102相同的结构接合线。
如图14所示,预贴有正极用接合线117及负极用接合线118的太阳能电池101以单体或连接多个而成的矩阵构成,在背面侧设置密封粘接剂的片材121及背板123,且一并真空层压压装。此时,太阳能电池101通过加热器将导电性粘接膜的粘合剂树脂107热固化,将正极用接合线117及负极用接合线118连接于P型电极104a及N型电极104b上,同时形成太阳能电池模块124。此外,太阳能电池模块124适宜在周围安装铝等金属框架125。
作为上述密封粘接剂,例如使用乙烯-醋酸乙烯酯树脂(EVA)等透光性密封材料。另外,作为背板123,使用耐候性、耐热性、耐水性、耐光性等诸特性优异的塑料薄膜或片材。作为背板123,例如可使用活用氟类树脂的高耐性的特征的聚氟乙稀(PVF)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚氟乙稀(PVF)的结构的层叠片材。
正极用接合线117及负极用接合线118分别连接于P型电极104a及N型电极104b上后,例如将粘接部位更前部的部位折回,插入设于密封材料的片材121及背板123的插入孔,与配置于背板123上的端子盒119连接。
如图15所示,在结晶硅类太阳能电池101的情况下,在受光面侧将内部产生的电力集电的线状的指状电极130例如通过丝网印刷等涂布了Ag膏后进行烧成,由此并排设置多个。指状电极130遍及受光面的全面,以规定间隔、例如2mm大致平行地形成有多个例如具有约50μm~200μm左右的宽度的线。该太阳能电池101可使用未设置重叠接合线131的汇流电极的、所谓无汇流构造的结构。该情况下,就太阳能电池101而言,将接合线131经由导电性粘接膜103a与指状电极130直接连接。此外,太阳能电池101在设有与指状电极130交叉的汇流电极的情况下,接合线131以与汇流电极重叠的方式经由导电性粘接膜103a连接。另外,作为接合线131,可以使用与上述的测定端子片102相同的接合线。
另外,太阳能电池101在受光面的相反的背面侧设有由铝或银构成的背面电极132。背面电极132例如由铝、银等构成的电极通过丝网印刷、溅射等形成。在背面电极132上也经由导电性粘接膜103a连接接合线131。
如图15所示,结晶硅类太阳能电池101通过利用接合线131将形成于太阳能电池101的表面的指状电极130和形成于相邻的太阳能电池101的背面的背面电极132连接,形成串133。串133将EVA等透光性的密封材料的片材121层叠于表背两面并与表面罩及背板一同利用减压层压机层压。此时,导电性粘接膜103a通过以规定的温度加热规定时间而将接合线131与指状电极130及背面电极132连接。由此,形成结晶硅类太阳能电池模块,最后在周围安装铝等金属框架125。
实施例
(实施例1)
其次,说明本发明的太阳能电池的输出测定方法的实施例。在本实施例中,作为测定端子片102及粘接剂103使用丝带状铜箔和导电性粘接膜103a的层叠体111,将该层叠体111以与结晶硅类太阳能电池的全指状电极正交的方式贴附于薄膜类太阳能电池的P型电极及N型电极,进行各太阳能电池的输出特性的测定,在测定后将层叠体111剥离,评价是否为可焊接接合线的状态。
太阳能电池的输出特性的测定通过在测定端子片102之间连接太阳模拟器(PVS1116i、日清纺メカトロニクス株式会社制)而进行。
导电性粘接膜103a的粘合剂树脂组成:
苯氧基树脂(YP50:新日铁化学株式会社制);50质量份
环氧树脂(エピコート630:三菱化学株式会社制);4质量份
液状环氧分散型咪唑型固化剂树脂(ノバキュア3941HP:旭化成イーマテリアルズ株式会社制);25质量份
硅烷偶联剂(A-187:モメンティブパフォーマンスマテリアルズ制);1质量份。
实施例1中,使用薄膜类太阳能电池,在由ITO膜构成的P型电极及N型电极上贴附测定端子片102。另外,导电性粘接膜103a含有5质量份的作为导电性填料的镍粒子(F255、バーレインコ社制),粘接力为0.3N。测定端子片102的层叠导电性粘接膜103a的表面的表面粗糙度(Rz)为10μm。
(实施例2)
实施例2中,除将导电性粘接膜103a中含有的镍粒子的含量设为20质量份以外,设为与实施例1相同的条件。
(实施例3)
实施例3中,除将导电性粘接膜103a中含有的镍粒子的含量设为40质量份以外,设为与实施例1相同的条件。
(实施例4)
实施例4中,除将导电性粘接膜103a中含有的镍粒子的含量设为60质量份以外,设为与实施例1相同的条件。
(实施例5)
实施例5中,除在由AZO膜构成的P型电极及N型电极上贴附测定端子片102之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例6)
实施例6中,除通过涂布及烧成Ag膏而形成P型电极及N型电极之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例7)
实施例7中,除减薄形成导电性粘接膜并将粘接力设为0.1N之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例8)
实施例8中,除加厚形成导电性粘接膜并将粘接力设为5N之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例9)
实施例9中,除作为导电性填料使用镀金的树脂粒子(ミクロパールAU、积水化学工业株式会社制)之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例10)
实施例10中,除作为导电性填料使用铜粒子(MA-C04J、三井金属矿业株式会社制)之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例11)
实施例11中,作为太阳能电池使用结晶硅类太阳能电池。该太阳能电池中,在作为受光面的表面的相对向的2边间,通过丝网印刷而涂布了Ag膏之后进行烧成,由此形成指状电极及汇流电极。指状电极遍及受光面的全面以规定间隔、2mm大致平行地形成有多个细线状的线。汇流电极以与全指状电极交叉的方式形成有两条与测定端子片大致同宽的线。测定端子片102经由导电性粘接膜103a在上述这些汇流电极上,遍及太阳能电池的相对向的2边间设置。其它条件与实施例2相同。
(实施例12)
实施例12中,使用如下无汇流类型的太阳能电池,通过等离子CVD法在硅基板上形成SiN膜作为防反射膜,之后,与实施例11同样地进行Ag膏的涂布及烧成,由此仅形成指状电极,而不形成汇流电极。测定端子片经由导电性粘接膜103a以与全指状电极交叉的方式遍及太阳能电池的相对向的2边间设置。其它条件与实施例2相同。
(实施例13)
实施例13中,除作为测定端子片102,使用层叠导电性粘接膜103a的面的表面粗糙度(Rz)为5μm的丝带状铜箔之外,设为与实施例2相同的条件。
(实施例14)
实施例14中,除作为测定端子片102使用层叠导电性粘接膜103a的面的表面粗糙度(Rz)为20μm的丝带状铜箔之外,设为与实施例2相同的条件。
(比较例1)
比较例1中,作为测定夹具,使用现有的电流测定用探测针及电压测定用探测针(参照图16及图17),且使其与薄膜类太阳能电池的由ITO膜构成的P型电极及N型电极抵接,由此进行输出特性的测定。
(比较例2)
比较例2中,作为测定夹具,使用层叠有调整粘合剂组成使粘接力提高至500N的具有导电性的高粘接带和测定端子片102的层叠体,并贴附于由AZO膜构成的P型电极及N型电极上,由此进行输出特性的测定。
各实施例及比较例中的太阳能电池的输出特性的测定使用太阳模拟器(日清纺メカトロニクス株式会社制、太阳模拟器PVS1116i-M),在标准的测定条件(照度1,000W/m2、温度25℃、光谱AM1.5G)下进行。另外,测定以所谓的4端子法进行,且以JISC8913(结晶类太阳能电池单元输出测定方法)为基准进行测定。
就评价而言,将可进行输出特性的测定(EL测定)的评价设为◎,将不能测定的评价设为×。另外,就输出特性的测定值而言,将使用专用夹具时的输出值的99%以上的情况设为◎,将90%以上且低于99%设为○,将低于90%设为△。
粘接力的测定使用探测针式检测器(RHESCA社制)进行。探测针的直径为5mm,检测速度为120mm/min,加压时间为1.0sec,加压距离为2.0mm。
表面粗糙度(Rz)的测定使用激光显微镜(LSM5PASCAL、Zeiss社制)进行。
另外,测定后,将测定端子片102剥离,目视观察、评价导电性粘接膜103a是否残留残渣,进而,在剥离了测定端子片102之后的的电极上进行焊接,评价是否需要进行残渣的清洗处理。将导电性粘接膜103a的残渣每单位面积仅残存低于3%的情况设为◎,将残存3%以上且低于10%的情况设为○,将残存10%以上的情况或与测定端子片102一同剥离至电极的情况设为×。另外,在剥离了测定端子片102之后对接合线进行焊锡连接时,将不进行清洗处理就可进行焊锡连接的情况设为◎,将需要进行清洗处理的情况设为×。
另外,评价是否容易对应测定端子片102或测定夹具的安装位置的自由度、或太阳能电池的基板尺寸变更。将测定端子片102或测定夹具可以在任意的位置进行安装的情况设为◎,将可以仅在规定的位置进行测定的情况设为×。另外,将可以无条件地对应太阳能电池的尺寸变更的情况设为◎,将仅在一定的条件下可以对应的情况设为△,将不能对应的情况设为×。
另外,目视观察、评价除去了测定端子片102及测定夹具之后的、对电极的损伤。将完全没有电极损伤的情况设为◎,将一部分电极有损伤的情况设为△,将电极被破坏的情况设为×。表1及表2表示这些结果。
[表1]
[表2]
表1及表2中的导电填料(导电性填料)量为相对于粘合剂树脂80质量份的质量份。
如表1及表2所示,可知,在使用了测定端子片的各实施例中,薄膜类太阳能电池及结晶硅类太阳能电池的任一种电池,可以进行毫不逊色于使用专用的测定夹具的情况的输出测定。而且,在各实施例中,在剥离了测定端子片102之后,几乎未发现粘接剂的残渣,可以不需要清洗处理而进行接合线的焊接。另外,在各实施例中,由于粘接使用金属箔的测定端子片,所以可以自由连接于太阳能电池表面,且也可以容易对应太阳能电池的尺寸变更。另外,在各实施例中,在剥离测定端子片后电极也未发现大的损伤。
另一方面,在比较例1中,由于使用采用探测针的现有的专用测定夹具(参照图17),所以向表面电极的连接位置由探测针的立设间隔规定,不能进行与电极位置相对应的连接。另外,由于测定端子的尺寸也被预先规定,所以也可以不进行与太阳能电池的单元尺寸的大型化相对应的测定端子的尺寸变更。另外,由于探测针及电极间有高度的偏差,所以通过以用于使探测针抵接于全电极的规定的压力将夹具按压于太阳能电池,一部分的电极会破坏。另外,在比较例1中,因专用测定夹具落在受光面上的阴影的影响而有遮光损失,难以进行正确的输出特性的测定。
另外,在比较例2中,由于使用粘接力500N的高粘接带粘接测定端子片102,所以当在测定后剥离测定端子片102时,在表面电极上每单位面积残存10%以上的粘合剂树脂的残渣,不经清洗处理就不能焊锡连接接合线。另外,在剥离测定端子片102时,产生电极破坏。
如果观察改变了导电性填料充填量的实施例1~4,则在导电性填料充填量低至5质量份的实施例1中,输出值低于使用专用夹具时的90%。这认为是由于,与实施例2及实施例3相比,导电性填料充填量稍少。另一方面,在导电性填料充填量多达60质量份的实施例4中,同样输出值也低于使用专用夹具时的90%。这认为是由于,相比粘合剂树脂,导电性填料过多,测定端子片102和表面电极的连接性劣化。由此,可知导电性粘接膜103a的导电性填料优选相对于粘合剂树脂组合物80质量份为20质量份~40质量份。
如果观察改变了电极膜的种类的实施例5及6,则可知可以与电极膜的种类无关地进行使用测定端子片102的输出特性的测定。
如果观察改变了粘接力的实施例7及8,则在粘接力为0.1N的实施例7中,输出值低于使用专用夹具时的90%。这认为是由于,由于粘接力相比其它实施例小,所以测定端子片102和表面电极的连接性劣化。另外,在粘接力为5N的实施例8中,在剥离了测定端子片102之后,导电性粘接膜103a的残渣每单位面积残存3%以上且低于10%。这认为是由于,粘接力大,通过测定端子片102的剥离不能除去。由此,可知导电性粘接膜103a的粘接力优选为0.1N以上且低于5N。
如果观察改变了导电性填料的种类的实施例9及10,则可知因导电性填料的种类而输出测定无显著差别。在使用了镀金树脂的实施例9中,在剥离了测定端子片102后,几乎不残存粘合剂树脂的残渣。
如果观察使用了硅类太阳能电池单元的实施例11及12,则可知使用测定端子片102的输出测定可以实施使用硅类太阳能电池单元的汇流电极的类型、无汇流类型的任一类型。特别是,在无汇流类型的太阳能电池中,可以与指状电极的间隔或高度的偏差等无关地将测定端子片102与全电极均等地连接。
如果观察改变了测定端子片102的表面粗糙度Rz(μm)的实施例13及14,则可知因测定端子片102的表面粗糙度Rz而输出测定无显著差别。在测定端子片102的表面粗糙度Rz为20μm的实施例14中,在剥离了测定端子片102后,几乎不残留粘合剂树脂的残渣。
符号说明
1 薄膜太阳能电池
2 太阳能电池单元
3 片材
4 背板
5 表面罩
6 薄膜太阳能电池模块
7 金属框架
8 透光性绝缘基板
9 P型电极端子部
10 N型电极端子部
11 正极用接合线
12 正极集电接合部
13 正极连接接合部
14 折回部
15 负极用接合线
16 负极集电接合部
17 负极连接接合部
19 端子盒
20 接合线
21 粘接剂层
22 层叠体
23 导电性粘接膜
24 粘合剂树脂层
25 导电性粒子
26 卷轴
27 剥离基材
29 缆线
30 硅类太阳能电池单元
31 指状电极
32 接合线
33 粘接剂层
34 串
35 集电接合部
36 连接接合部
37 背面电极
38 硅类太阳能电池模块
50 电流测定用探测针
51 电压测定用探测针
53 太阳能电池
54 汇流电极
55 太阳能电池
56 探测针
57 指状电极
101 太阳能电池
102 测定端子片
103 粘接剂
103a 导电性粘接膜
104 电极
104a P型电极
104b N型电极
104c 指状电极
104d 背面电极
105 电流计
106 电压计
107 粘合剂树脂
108 导电性填料
109 剥离片材
110 卷轴
111 层叠体
112 透光性绝缘基板
113 太阳能电池单元
115 P型电极端子部
116 N型电极端子部
117 正极用接合线
118 负极用接合线
119 端子盒
121 片材
123 背板
124 太阳能电池模块
125 金属框架
130 指状电极
131 接合线
132 背面电极
133 串

Claims (19)

1.一种太阳能电池模块的制造方法,其特征在于,包含:
经由粘接剂在太阳能电池的电极上配置接合线的配置工序;
将所述接合线和测定所述太阳能电池的电特性的测定器连接,进行所述太阳能电池的电特性测定的测定工序;
基于所述测定工序的测定结果判定所述太阳能电池的等级的判定工序;
将同一等级的所述太阳能电池模块化的模块化工序。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
模块化工序包含由密封材料及保护材料密封太阳能电池,同时将插入了所述密封材料及所述保护材料的接合线与端子盒连接的处理。
3.根据权利要求1所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
模块化工序包含将同一等级的太阳能电池排列,且经由接合线形成串的处理。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
配置工序包含将粘接剂成形为膜状,将所述粘接剂层叠于接合线的对太阳能电池的连接面的处理。
5.根据权利要求1~2和4中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
太阳能电池为薄膜类太阳能电池。
6.根据权利要求1和3~4中任一项所述的太阳能电池模块的制造方法,其中,
太阳能电池为结晶硅类太阳能电池,且为无汇流构造。
7.一种太阳能电池的输出测定方法,其特征在于,包含:
将由丝带状的金属箔形成的测定端子片经由粘接剂配置于太阳能电池的电极上的配置工序;及
在所述测定端子片上连接电流计及电压计的至少任一个,测定所述太阳能电池的电特性的测定工序。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
测定端子片具有的长度为遍及太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
9.根据权利要求7~8中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
配置工序包含将粘接剂成形为膜状,将所述粘接剂层叠于测定端子片的对太阳能电池的连接面的处理。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂在测定工序之后可从太阳能电池剥离。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂的粘接力为0.1N以上且低于5N。
12.根据权利要求7~11中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂为粘合剂树脂中分散有导电性填料的导电性粘接剂。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂中的导电性填料的含量相对于粘合剂树脂80质量份为5质量份~60质量份。
14.根据权利要求12所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
粘接剂中的导电性填料的含量相对于粘合剂树脂80质量份为20质量份~40质量份。
15.根据权利要求7~14中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
金属箔的表面粗糙度(Rz)为5μm~20μm。
16.根据权利要求7~15中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
太阳能电池为结晶类太阳能电池,且为无汇流构造。
17.根据权利要求7~15中任一项所述的太阳能电池的输出测定方法,其中,
太阳能电池为薄膜类太阳能电池。
18.一种太阳能电池的输出测定夹具,测定太阳能电池的电特性,其特征在于,
具有测定端子片,其连接于电流计及电压计的至少任一个,且经由粘接剂配置于所述太阳能电池的电极上,由丝带状的金属箔形成。
19.根据权利要求18所述的太阳能电池的输出测定夹具,其中
测定端子片具有的长度为遍及太阳能电池的相对向的两侧缘间形成的电极的长度以上。
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