CN105393367B - 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既具有高防眩性，又能够保持高输出的太阳能电池组件。在玻璃制的板体(2)上叠层防反射膜(19)而形成入光面的太阳能电池组件中，使板体(2)的表面凹凸化。而且，使用于形成防反射膜(19)的物质填入位于比凹凸化的表面稍微内侧的裂纹(18)的内部所形成的空间中。通过使裂纹(18)的内部不形成空气层，可以在形成了裂纹(18)的部分抑制光的反射。

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
本发明涉及太阳能电池组件，更具体而言，涉及具有防眩性的太阳能电池组件。
另外，本发明也涉及具有防眩性的太阳能电池组件的制造方法。
背景技术
近年来，利用太阳能进行发电的太阳能发电系统正在快速普及。作为这样的太阳能发电系统，有将太阳能电池组件设置在建筑物上的被称为屋顶设置型的系统、也有将太阳能电池组件设置在建筑物的墙面、窗户上的被称为墙面设置型的系统。另外，还有将太阳能电池组件设置在房屋外的土地上的被称为地上设置型的系统。
对于这种太阳能发电系统而言，根据设置太阳能电池组件的位置、角度，有时会产生由太阳能电池组件的反射光导致的问题。例如，在普通住宅的房顶上设置太阳能电池组件时，存在反射光射入邻居家的窗户的问题。也就是说存在以下问题：太阳光经过太阳能发电组件表面的玻璃面发生镜面反射，无意中将强光射入邻居家，对临近的居民造成不适。
因此，期望开发防眩性高的太阳能电池组件。即，希望开发太阳光照射时，来自玻璃表面的镜面反射较少的太阳能电池组件。
作为具有防眩性的太阳能电池组件，有在专利文献1中公开的太阳能电池组件。专利文献1中公开的太阳能电池组件在玻璃基板的表面上设有防反射膜。
这里，防反射膜是指具有光折射率为空气折射率与玻璃折射率之间的值的膜，专利文献1中公开的太阳能电池组件减小了光入射的各界面(空气/防反射膜、防反射膜/玻璃)的折射率之差，从而抑制了光的反射。
另外，专利文献2中公开了以在太阳能电池组件的表面上使太阳光发生漫反射为目的，使防反射膜的表面凹凸化的方案。
根据专利文献2公开的方案，除了防反射膜的折射率改变带来的防眩性，还通过表面的物理性凹凸结构能够使光发生漫反射，从而发挥更好的防眩性能。
但是，要采用专利文献2中公开的方案需要形成相当厚度的防反射膜，存在防眩膜自身的光吸收增大而使发电效率降低的问题。
作为解决这些问题的发明，有专利文献3中公开的发明。
在专利文献3公开的发明中，对玻璃基板的表面进行喷砂加工而使其表面凹凸化，并且还在其上设有防反射膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-211202号公报
专利文献2：日本特开2001-57438号公报
专利文献3：日本特开2012-9600号公报
发明内容
发明要解决的课题
专利文献3中记载的太阳能电池组件是本申请人开发的，防眩性较高且发电效率也较高。然而，本发明者人等经过反复试制、研究，结果发现，专利文献3中公开的方案具有上述专利文献2的方案所没有的缺点。
具体而言，在专利文献3中公开的太阳能电池组件中，对玻璃基板进行喷砂加工而使表面凹凸化。
这里，喷砂加工是指使微小的研磨粒子撞击工件从而对表面进行打磨的表面处理方法，在喷砂加工中，玻璃基板的表面被击打。因此，在玻璃基板上产生微小的裂纹。
即，对于专利文献3中公开的方案而言，使喷砂用研磨材料对如图34(a)所示的表面平滑的玻璃板进行撞击，如图34(b)所示地使表面凹凸化。此时，如图34(c)所示，由于撞击的冲击产生了微小的裂纹104。
即，如图34(c)所示，受到不彻底的撞击的部位产生断裂残留部105，处于裂开的状态。另外，对于裂纹104而言，有裂痕向玻璃基板的深度方向发展的，也有裂痕向与玻璃基板平行方向发展的。裂痕向与玻璃基板平行方向发展的裂纹104形成了使碎片呈鳞片状粘贴于玻璃基板的主体部分的结构。
因此，如果形成这样的裂纹104，则如图35(c)所示，在裂纹104的内面与玻璃之间发生反射。特别是裂痕与玻璃基板平行方向发展的裂纹104能以较大的面积使光反射。
也就是说，如果从玻璃基板侧观察裂纹104，则如图35(a)所示，在表面侧有防反射膜，在其内侧是玻璃基板。而且在玻璃基板的表面上有裂纹104。另外，对于裂纹104而言，如图35(b)所示，裂痕有向玻璃的深度方向发展的，裂痕也有向与玻璃基板平行方向发展的。而且，当光照射与玻璃基板平行方向发展的裂纹104的部分时，如图35(c)所示，在裂纹104的内面与玻璃之间发生反射。即，对于有裂纹104的部分而言，除了最表面的反射，还在裂纹内的玻璃/空气界面、以及空气/玻璃界面这2处发生反射，增强了反射。其结果是如图36所示，能看见裂纹104的部分发白。
虽然这样的裂纹自身极小，但是裂痕沿与玻璃基板平行方向发展的裂纹形成了使碎片呈鳞片状粘贴于玻璃基板的主体部分的结构，给人以闪亮的印象，不令人满意。而且，反射的光无助于发电。
因此，本发明的课题在于，对专利文献3中公开的太阳能电池组件进一步改进，提供一种具有高防眩性且能够保持高输出状态的太阳能电池组件。另外，本发明的课题还在于，提供一种用于制造上述太阳能电池组件的太阳能电池组件的制造方法。
解决课题的方法
本发明人等为了解决上述课题，进一步对裂纹部分放大进行观察，研究了光的反射情况。
而且，本发明人等更改了防反射膜的成分、液态时的粘度、成膜方法进行实验，尝试使防反射膜填入裂纹的间隙。而且，在对防眩性能进行评价时，能够得到比专利文献3中公开的方案更好的结果。
基于以上见解完成的本发明的1种方式是一种玻璃制的太阳能电池组件，其特征在于，所述太阳能电池组件具有：由玻璃制成且表面宏观上为平面的玻璃制板体和光电转换部，光从所述板体侧入射至所述光电转换部侧，并在所述光电转换部产生电，在所述太阳能电池组件中，所述板体的表面在微观上呈凹凸状，凹凸化的表面存在多条具有宏观观察时与所述板体的宏观平面相平行方向的横向裂纹，所述板体的表面上叠层有防反射膜、且部分构成防反射膜的物质填入了横向裂纹的内部，在横向裂纹的内部形成的空间中，在填入了所述物质的部分中，至少一部分在所述板体厚度方向的整个区域内填充有所述物质。
这里，横向裂纹的“横向”是指“与宏观平面平行的方向”。
在这种方式的太阳能电池组件中，形成了下述结构：在入光面附近形成的横向裂纹的内部填有用于形成防反射膜的物质。因此，照射到入光面的光在形成裂纹的部分处的反射较小，进入到太阳能电池组件的内部侧(光半导体元件侧)。也就是说，能够使到达太阳能电池组件的内部侧的光量增多，可以保持高输出的状态。另外，通过在表面上形成凹凸，不仅使反射光分散，也能抑制裂纹部分的反射，由此可以减少反射的光量。由此，能够提高防眩性。
在观察沿所述板体的厚度方向切断的截面时，优选在所述板体的至少一部分中，存在部分构成防反射膜的物质填入横向裂纹内3微米以上的部分。
理想的是期望防反射膜遍布横向裂纹内的全部区域。然而，由于在本发明中实际上形成的横向裂纹的开口面积小，因此使防反射膜遍布横向裂纹内的整个区域是不可能的。
另一方面，裂纹深处的部位多数处于未完全剥离状态，因此，该部位的反射比开口附近小。即，在裂纹的开口附近，主体部分与碎片部分之间完全打开，因此反射面积大，但是在深处部分，处于少许接合的状态，有助于反射的面积小。因此，如果使部分构成防反射膜的物质进入横向裂纹内3微米以上，就能够得到相对于现有技术有显著差别的结果。
在对所述板体进行俯视观察时，在所述板体的至少一部分优选存在下述区域：每1.69×104平方微米存在10个以上与宏观平面相平行方向的最大尺寸为4微米以上的横向裂纹。
在对所述板体进行表面观察时，在所述板体的至少一部分优选存在下述区域：每1.69×104平方微米存在15个以上与宏观平面相平行方向的最大尺寸为6微米以上的横向裂纹。
这些优选方式的太阳能电池组件的横向裂纹较多，更能够明显地体现发明的效果。
在对沿所述板体的厚度方向切断的截面进行观察时，优选在所述板体的至少一部分存在下述区域：沿着宏观平面60微米长的范围内存在多个横向裂纹、且所述横向裂纹的与宏观平面平行方向的尺寸的总计为8微米以上。
即使对于该优选方式的太阳能电池组件，横向裂纹也较多，更能够明显地体现发明的效果。
所述防反射膜对波长600nm的光的折射率优选为1.35～1.60。
所述防反射膜优选为由含有微粒的物质形成，所述微粒是由钛氧化物及硅氧化物构成的。
该优选方式中采用的防反射膜的折射率可以设置为玻璃折射率与空气折射率之间的值。因此，能够抑制玻璃表面的镜面反射。在仅以防止玻璃表面的反射为目标的情况下，防反射膜的折射率的理想值为空气折射率1.0与玻璃折射率约1.5～1.6的正中间的1.30～1.4。然而，对于本方式而言，不仅防止最表面的反射，而且使防反射膜填入到裂纹内，以抑制玻璃/防反射膜/玻璃界面的反射为目的。在这种情况下，如果使防反射膜的折射率与玻璃的折射率一致，则能理想地使裂纹内的玻璃/防反射膜/玻璃界面的反射为0。因此，为了抑制玻璃表面的反射，防反射膜的折射率优选为1.60以下，为了抑制裂纹内的玻璃/防反射膜/玻璃界面的反射，防反射膜的折射率优选为1.35以上。
入光面的算术平均粗糙度优选为0.4微米～2.0微米。
本发明的其它方式为用于制造上述太阳能电池组件的制造方法，其特征在于该方法具有以下工序：
使喷砂用研磨材料撞击所述板体的表面来实施喷砂加工，使所述板体表面凹凸化的第1凹凸化工序；在所述第1凹凸化工序之后，使比所述第1凹凸化工序的粒径更小的喷砂用研磨材料撞击所述板体的表面来实施喷砂加工，使所述板体表面再次凹凸化的第2凹凸化工序；在形成防反射膜的同时使防反射膜填入所述板体的裂纹中，以在所述板体的表面形成防反射膜的防反射膜形成工序。
本方式涉及上述太阳能电池的制造方法。在本方式中，进行2次喷砂加工。这里，第1凹凸化工序中使用粒径大的喷砂用研磨材料，因此能对玻璃基板造成较强的撞击，侵蚀板体的表面而形成凹凸形状。但是，如上所述，也会产生大量裂纹。
因此，在本方式的制造方法中实施第2凹凸化工序来去除第1凹凸化工序中产生的大多数裂纹。
即，在第2凹凸化工序中，使用与第1凹凸化工序相比粒径更小的喷砂用研磨材料。因此，在第2凹凸化工序中，使板体表面凹凸化的功能较低，但是具有破坏刚性较低的部位的功能。因此，刚性较低的裂纹部分被破坏，结果是减少了裂纹数量。
而且，在本方式中，还在其上设有防反射膜，并且使部分防反射膜填入残存的裂纹内。
优选实施防反射膜形成工序而不实施使用了亲水剂的亲水处理，在防反射膜成形工序中，喷涂用于形成所述防反射膜的液体。
根据该优选方式，防反射膜的材料容易填入裂纹中。
优选在防反射膜形成工序之前实施清洗所述板体的表面的清洗工序。
第1凹凸化工序中使用的研磨材料优选的标示规格为#40～#600的范围内。
第2凹凸化工序中使用的研磨材料优选的标示规格为#400～#3000的范围内。
研磨材料优选使用白色氧化铝。
发明的效果
根据本发明，可以提供能够发挥高防眩性且能保持高输出状态的太阳能电池组件。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的太阳能电池组件的局部剖面立体图。
图2是示意性地示出图1中的太阳能电池组件的示意图，图2(a)是放大俯视图，图2(b)是图2(a)的A-A剖面图，图2(c)是将图2(b)进一步放大而成的放大剖面图。
图3是放大示出图2(a)的裂纹部分的说明图。
图4是示出在本发明的实施方式的太阳能电池组件中的裂纹部分白色反光情况的说明图。
图5是示出在图1的太阳能电池组件的制造工序中，在表面处理前进行的光电转换部制造工序的说明图，按照图5(a)～图5(g)的顺序形成了太阳能电池组件。
图6是示出凹凸化工序后的玻璃基板的表面的光学图像。
图7是示出本发明的实施例1的太阳能电池组件的入光面附近的图，图7(a)是示出SEM图像的照片，图7(b)是示出图7(a)的描图。
图8是将图7的一部分放大表示的放大图，图8(a)是示出SEM图像的照片，图8(b)是示出图8(a)的描图。
图9是示出本发明的实施例1的太阳能电池组件的入光面附近与图7不同的部分的图，图9(a)是示出SEM图像的照片，图9(b)是示出图9(a)的描图。
图10是示出本发明的实施例1的太阳能电池组件的入光面附近与图7、图9不同的部分的图，图10(a)是示出SEM图像的照片，图10(b)示出图10(a)的描图。
图11是示出依次实施了第1凹凸化工序和第2凹凸化工序后的玻璃基板的表面的光学图像。
图12是示出依次实施了第1凹凸化工序和第2凹凸化工序、并形成了防反射膜后的玻璃基板的表面的光学图像。
图13是示出本发明的实施例2的太阳能电池组件的入光面附近的图，图13(a)是示出SEM图像的照片，图13(b)是示出图13(a)的描图。
图14是示出本发明的实施例2的太阳能电池组件的入光面附近与图13不同的部分的图，图14(a)是示出SEM图像的照片，图14(b)是示出图14(a)的描图。
图15是示出本发明的实施例2的太阳能电池组件的入光面附近与图13、图14不同的部分的图，图15(a)是示出SEM图像的照片，图15(b)是示出图15(a)的描图。
图16是放大表示图15的一部分的放大图，图16(a)是示出SEM图像的照片，图16(b)是示出图16(a)的描图。
图17是示出将本发明的实施例2的太阳能电池组件的镜面反射率与用现有技术形成的太阳能电池组件及市售的房顶材料的镜面反射率进行比较所得到的结果的图表。
图18是在白天的自然光中拍摄本发明的实施例2的太阳能电池组件、用现有技术形成的太阳能电池组件得到的参考照片，图18(a)、图18(b)分别在不同场地拍摄。
图19是示出对本发明的实施例2的太阳能电池组件与用现有技术形成的太阳能电池组件实施防污性试验的情况的参考照片，图19(a)示出了去除由散布沙土附着而形成的污垢的实验，图19(b)示出了去除由铅笔和油性笔附着而形成的污垢的实验。
图20是示出对实施了本发明的实施例2中的工序的防眩玻璃板与普通玻璃板分别进行了强度测定的结果的图表，图20(a)示出了普通玻璃板，图20(b)示出了防眩玻璃板。
图21是示出本发明的比较例1的太阳能电池组件的入光面附近的图，图21(a)是示出SEM图像的照片，图21(b)是示出图21(a)的描图。
图22是放大表示图21的一部分的放大图，图22(a)是示出SEM图像的照片，图22(b)是示出图22(a)的描图。
图23是示出本发明的比较例1的太阳能电池组件的入光面附近的图，且是与图21不同的部分，图23(a)是示出SEM图像的照片，图23(b)是示出图23(a)的描图。
图24是示出本发明的比较例1的太阳能电池组件的入光面附近的图，且是与图21、图23不同的部分，图24(a)是示出SEM图像的照片，图24(b)是示出图24(a)的描图。
图25是放大表示图24的一部分的放大图，图25(a)是示出SEM图像的照片，图25(b)是示出图25(a)的描图。
图26是示出本发明的比较例2的太阳能电池组件的入光面附近的图，图26(a)是示出SEM图像的照片，图26(b)是示出图26(a)的描图。
图27是放大表示图26的一部分的放大图，图27(a)是示出SEM图像的照片，图27(b)是示出图27(a)的描图。
图28是示出本发明的比较例2的太阳能电池组件的入光面附近的图，且是与图26不同的部分，图28(a)是示出SEM图像的照片，图28(b)是图28(a)的描图。
图29是放大表示图28的一部分的放大图，图29(a)是示出SEM图像的照片，图29(b)是图29(a)的描图。
图30是示出本发明的比较例2的太阳能电池组件的入光面附近的图，且是与图26、图28不同的部分，图30(a)是示出SEM图像的照片，图30(b)是示出图30(a)的描图。
图31是放大表示图30的一部分的放大图，图30(a)是示出SEM图像的照片，图30(b)是示出图30(a)的描图。
图32是示出本发明的比较例2中的太阳能电池组件的玻璃基板的表面的光学图像。
图33是示出本发明的实施例2中的太阳能电池组件的玻璃基板的表面的光学图像。
图34是示意性地示出用现有技术形成的太阳能电池组件的入光面附近的说明图，图34(a)是入光面附近的剖面图，图34(b)是图34(a)的放大图，图34(c)是将图34(b)的一部分进一步放大而得到的局部放大图。
图35是示意性地示出用现有技术形成的太阳能电池组件的示意图，图35(a)是放大俯视图，图35(b)是图35(a)的A-A剖面图，图35(c)是将图35(b)进一步放大而成的放大剖面图。
图36是示出用现有技术形成的太阳能电池组件中的裂纹部分反光情况的说明图。
符号说明
1 太阳能电池组件
2 玻璃基板(板体)
18 裂纹
19 防反射膜
具体实施方式
以下，对本发明的太阳能电池组件1进行示意性地说明。
本实施方式的太阳能电池组件1被称为薄膜型太阳能电池组件，如图1所示，在玻璃基板2的背面侧叠层有光电转换部3。需要说明的是，该光电转换部3由透明电极层10、半导体薄膜光电转换层11、背面透明电极层12、背面金属电极层13叠层而成(参考图5)。
在本实施方式中，如图1所示，在光电转换部3的背面(位于图1的下方侧的面)侧还设有背板4。
而且，对于本实施方式的太阳能电池组件1而言，光从玻璃基板2的表面侧入射至光电转换部3侧，从而产生电。即，玻璃基板2的一面形成了太阳能电池组件1的入光面。
宏观地观察时，本实施方式中采用的玻璃基板2的表面是如图1所示的平滑面，但是微观地观察时，表面粗糙且具有微小凹凸形状。即，如图2所示，对玻璃基板2的表面实施了物理性加工，有意地使其成为凹凸形状。具体而言，玻璃基板2的表面具有算术平均粗糙度为0.4微米～2.0微米的粗糙度。
另外，在玻璃基板2上存在裂纹18。而且，裂纹18中存在具有与玻璃基板2的宏观平面相平行方向的横向微小裂纹18(以下，也称为横向裂纹18)。
俯视该裂纹18时，呈鳞片状的复杂形状，为了说明方便，将俯视时最长的尺寸设为L(参考图3)。而且，在以下的说明中，将该尺寸简称为最大直径L。可以认为，该最大直径L是各裂纹18中，与宏观平面平行方向的最大尺寸。
在本实施方式的太阳能电池组件1中，每1.69×104平方微米存在10个以上最大直径L为4微米以上的横向裂纹18。需要说明的是，横向裂纹18是偶然产生的，因此其分布不同。在本实施方式中，至少存在多个具有如下所述区域的部位，所述区域每1.69×104平方微米存在15个以上6微米以上的横向裂纹18。
另外，如图2(b)所示，在观察沿玻璃基板2的厚度方向切断的剖面时，能够确认多个沿着宏观平面的横向裂纹18。
如上所述，横向裂纹18是偶然产生的，因此其分布不同，但在本实施方式中，在沿着宏观平面的60微米长度的范围内，至少存在多个具有如下所述区域的部位，所述区域中多个裂纹18的与宏观平面平行方向的尺寸的长度总计为8微米以上。
在本实施方式的太阳能电池组件1中，在玻璃基板2的表面上还叠层有防反射膜19。
防反射膜19由水溶性二氧化钛硅酮涂层剂风干而成，在本实施方式中，部分防反射膜填入了横向裂纹18中。
虽然有意地使防反射膜19填入该横向裂纹18中，但是实际上，对于横向裂纹18而言，无法使防反射膜19填入其最深处，仅填入了横向裂纹18的一部分。
然而，在观察沿玻璃基板2的厚度方向切断的截面时，在玻璃基板2的多个部位存在如下部分，在所述部分中，一部分构成防反射膜19的物质填入了横向裂纹18的内部3微米以上。
而且，对于填入了防反射膜19的裂纹18而言，裂纹18的内部所形成的间隙被防反射膜19堵塞，光在裂纹18的界面处不容易反射。
因此，在从表面观察太阳能电池组件1时，如图4所示，与现有技术的表面相比(参考图36)，裂纹18处的入射光的反射减弱(闪光部分减少)。
以上说明的太阳能电池组件1被称为所谓的薄膜太阳能电池。但是，本发明当然不受此例的限定。不仅对于被称为所谓的薄膜型的太阳能电池组件而言可以采用本发明，而且例如，对于内置被称为结晶型太阳能电池的太阳能电池组件而言也可以采用本发明。
即，本发明也适用于如下太阳能电池组件，所述太阳能电池组件使用多晶硅等半导体晶片，在该半导体晶片中掺杂磷、硼等来制作太阳能电池，并以保护该表面为目的设有玻璃板。本发明也适用于这种太阳能电池组件所使用的保护用玻璃板。
也就是说，只要是在入光面设置玻璃(防护玻璃)的太阳能电池，就能够适用本发明。
实施例
接下来，对本发明的具体实施例进行说明。
(实施例1)
本实施例的太阳能电池组件1既是薄膜型又是集成型的太阳能电池组件。
即，本实施例的太阳能电池组件1是在玻璃基板2上，通过成膜方法将透明电极层10、半导体薄膜光电转换层11、背面透明电极层12、背面金属电极层13成膜而成的，可以认为是薄膜型太阳能电池组件。
本实施例的太阳能电池组件1是由下述工序制造的。
该太阳能电池组件1的制造工序大致分为光电转换部制造工序和表面处理工序。其中，光电转换部制造工序与公知的太阳能电池组件的制造工序相同，简单地进行说明。
在光电转换部制造工序中，如图5所示，首先在玻璃基板2的背面侧(与入光面相对位置的面)使透明电极层10成膜(参考图5(a))，实施激光划线，对成膜的透明电极层10进行分割(图5(b)参照)。
接着，在透明电极层10上使半导体薄膜光电转换层11成膜(参考图5(c))，实施激光划线，对成膜的半导体薄膜光电转换层11进行分割(参考图5(d))。再使背面透明电极层12、背面金属电极层13成膜(参考图5(e)和图5(f))作为背面电极。而且实施激光划线，对成膜的背面透明电极层12和背面金属电极层13进行适当分割(参考图5(g))。
通过这些工序，形成了多个太阳能电池单元14，这些太阳能电池单元分别处于相互电连接的状态。也就是说，光电转换部3是多个层重叠而形成的叠层体，多个太阳能电池单元14集成而形成了光半导体元件。
然后，通过用树脂和背板4对形成的光电转换部3进行保护(参考图1等)，从而完成了光电转换部制造工序。
接着，实施表面处理工序，所述表面处理工序为对玻璃基板2的入光面实施表面处理。
表面处理工序进一步分为凹凸化工序、水洗工序和防反射膜形成工序。
在凹凸化工序中，为了在玻璃基板2的入光面形成凹凸面，对玻璃基板2的表面实施喷砂加工。
该喷砂加工使用研磨材料实施喷砂。作为研磨材料，可以优选采用白色氧化铝，优选采用标示规格为#40～#600范围内的研磨材料。
如果实施凹凸化工序，则玻璃基板2的入光面上形成凹凸面。即，通过进行喷砂加工，在玻璃基板2的表面上形成多个微小的横向裂纹。
图6是示出该喷砂加工后的玻璃基板2的表面的显微镜照片(光学图像)，照成白色的部位是横向裂纹。
然后，在该凹凸化工序之后实施水洗工序。即，用水清洗实施了喷砂加工的玻璃基板的工序。具体而言，该水洗工序是使用自来水清洗待成为玻璃基板2的入光面的部分的工序。
然后，再实施防反射膜形成工序。
在防反射膜形成工序中，用喷涂器涂布水溶性二氧化钛硅酮涂层剂，并使其风干，由此形成了防反射膜19(参考图2)，所述水溶性二氧化钛硅酮涂层剂含有由钛氧化物和硅氧化物构成的微粒。该防反射膜形成工序是未实施利用了亲水处理剂等的亲水处理而形成防反射膜19(参考图2)的工序。
需要说明的是，用与形成该防反射膜19相同的工序在平坦的玻璃基板上形成防反射膜，使用分光椭圆偏振仪测定了波长600nm的折射率。其结果，折射率为1.43。
该防反射膜形成工序结束后，完成了太阳能电池组件1。
图7～图10是防反射膜形成工序结束后的玻璃基板2的剖面放大照片(扫描电子显微镜图像：SEM图像)。由图7～图10可知，能够确认防反射膜19的一部分填入横向裂纹中。图7～图10所示的剖面放大照片(SEM图像)可以以数百倍至数千倍的倍率来得到。
即，注意到形成的凹凸面，例如，如图10所示，在玻璃基板2的入光面侧(图10中的上侧)附近形成了多个非常微小的裂纹18，包含了向包括水平方向的各方向延伸的裂纹。而且，裂纹18的内部处于填入了用于形成防反射膜19的物质(上述水溶性二氧化钛硅酮涂层剂)的状态。
如上所述，如果使用于形成防反射膜19的物质填入裂纹18的内部，则能够抑制反射光，可以提高太阳能电池组件1的防眩性。
具体而言，在防反射膜19的一部分填入裂纹18内部的情况下，如图2(c)所示，在裂纹18的填入了防反射膜19的部分，能够抑制向外部侧的反射，使光进入光电转换部3侧。即，可以认为裂纹18的附近的反射率降低了。
相比之下，如图35(c)所示，考察了裂纹104的内部未填充用于形成防反射膜119的物质的情况，即，考察了裂纹104的内部充满空气的情况。在该情况下，由于裂纹104的内部充满空气，玻璃基板2的内部处于形成了空气层的状态。
这种情况下，由于玻璃基板2的内部形成了空气层，因此从裂纹104的内部侧要进入光电转换部3侧(图35(c)中的下方侧，太阳能电池组件1的内部侧)的光的一部分会向外部侧反射。也就是说，从玻璃基板2的外部照射来的光除了最表面的反射，还会在每次通过横向裂纹104时在玻璃/空气界面以及空气/玻璃界面这2处再被反射，使反射增强。因此，不仅使到达光电转换部3的光量减少，太阳能电池的输出降低，还会使反射的光量增多。
相比之下，在本实施例的太阳能电池组件1中，如上所述，在裂纹18的内部填充了用于形成防反射膜19的物质，形成了在裂纹18的附近入射光不会强烈反射的结构。因此，能够使到达光电转换部3的光量增多，可以减少反射的光量，因此能够实现太阳能电池组件1的高输出化和防眩性的提高。
为了确认该情况，比较了本实施例的太阳能电池组件1与用专利文献3中公开的方法制造的现有技术的太阳能电池组件。即，按照JIS Z8741-1997中记载的镜面光泽度测定方法以60度的入射角对各个太阳能电池组件测定了光泽度。其结果是，相对于现有技术的太阳能电池组件的光泽度，本实施例的太阳能电池组件1的光泽度降低了12％左右。由此确认了用肉眼观察时本实施例的太阳能电池组件1不容易感到晃眼，防眩性较高。
(实施例2)
本发明的第2实施例的太阳能电池组件1与先前的实施例同样地通过凹凸化工序、水洗工序及防反射膜形成工序来制造，在凹凸化工序中实施了多次喷砂加工。
即，以第1实施例中的凹凸化工序为第1凹凸化工序，此后实施了第2凹凸化工序。
这里，在与先前的实施例相同的条件下进行了第1凹凸化工序。
第2凹凸化工序也使用研磨材料实施喷砂。作为研磨材料，可以优选采用白色氧化铝，可以优选采用标示规格为#400～#3000的范围内的研磨材料。
这里，本实施方式的第2凹凸化工序中使用了比第1凹凸化工序的粒径更小的研磨材料。通过实施这样的第2凹凸化工序，可以去除第1凹凸化工序中产生的表面上的缺陷。
通过实施包含上述各工序的表面处理，不仅能够形成算术平均粗糙度0.4微米～10微米的凹凸面，而且能够基本消除在第1凹凸化工序结束时存在的玻璃面上的缺陷。更具体而言，通过利用优选采用的研磨材料，能够形成算术平均粗糙度0.4微米～2微米的凹凸面，进一步具体而言，能够形成算术平均粗糙度0.42微米的凹凸面。
另外，在与先前的实施例相同的条件下进行了防反射膜形成工序。
完成该防反射膜形成工序后，完成了太阳能电池组件1。
图11是示出第2凹凸化工序后的玻璃基板2的表面的显微镜照片(光学图像)，照成白色的部位是横向裂纹。
图12是示出防反射膜形成工序后的玻璃基板2的表面的显微镜照片(光学图像)，照成白色的部位是横向裂纹中未填入防反射膜的部分。
由此示出了通过实施防反射膜形成工序减少了裂纹处的入射光反射(闪光部分减少)。
图13～图16是本实施例的防反射膜形成工序结束后的玻璃基板的剖面放大照片(扫描电子显微镜像：SEM图像)。由图13～图16可以确认防反射膜19的一部分填入横向裂纹中。图13～图16所示的剖面放大照片(SEM图像)可以以数百倍至数千倍的倍率来得到。
即，关注形成的凹凸面，例如，如图16所示，在玻璃基板的入光面侧附近形成了多个非常微小的裂纹，包含了向包括水平方向的各方向延伸的裂纹。而且，裂纹的内部处于填入了用于形成防反射膜19的物质(上述水溶性二氧化钛硅酮涂层剂)的状态。
其结果是，裂纹填入了防反射膜的部分入射光不会强烈反射，因此使太阳能电池组件1高输出功率化，提高了防眩性。
对于本实施例的太阳能电池组件1，测定了玻璃表面裂缝面积比率、短路电流值保持率、入射面侧的全反射率、表面的算术平均粗糙度、光泽度、映入等各个值。
更详细而言，在表面处理实施前、第1凹凸化工序实施后、第2凹凸化工序实施后、防反射膜形成工序实施后测定了各个值。
按照以下方法进行了玻璃表面裂缝面积比率的测定。
从130微米×130微米的玻璃表面的放大图像中，特别选定了玻璃基板2的表面(入光面)的裂缝部分。需要说明的是，在利用反射光进行光学观察时，裂缝部分是比周围部分反射强的区域(例如，在图6、图11、图12中示出的光学图像中，白色所表示的区域)。测定使用激光显微镜(奥林巴斯株式会社制造，型号LEXT OLS4000)来进行。
按照以下方法进行了表面的算术平均粗糙度的测定。
使用激光显微镜(奥林巴斯株式会社制造，型号LEXT OLS4000)，在截止λc80微米的设定下进行了测定。
按照以下方法进行了光泽度的测定。
按照JIS Z8741-1997记载的镜面光泽度测定方法，使用光泽度计(株式会社堀场制作所制造，Gloss Checker IG-320)以入射角60度测定了光泽度。
按照以下方法进行了映入的测定。
以相对于组件玻璃表面的法线角度60度对黑幕中点亮的卤素灯进行肉眼观察，判别能否确认卤素灯的灯丝。
对上述测定的结果而言，得到了下述表1所示的结果。
表1
可以确认，实施了上述各工序而形成的本实施例的太阳能电池组件与未实施各工序的以往的太阳能电池组件(光电转换部制造工序结束时的太阳能电池组件)相比，不仅提高了输出(短路电流值保持率)，而且提高了防眩性(全反射率降低)。
进而，比较了本实施例的太阳能电池组件、用现有技术制造的太阳能电池组件、各种房顶材料的入射角8度的镜面反射率。将其结果示于图17。
需要说明的是，作为比较对象的房顶材料为陶瓷瓦、不同的2种石板瓦(石板瓦A、石板瓦B)、金属瓦等不同的4种房顶材料。而且，图17的图表的横轴表示照射对象物的光的波长，纵轴表示镜面反射率。
该结果可以确认，与用现有技术制造的太阳能电池组件相比，本实施例的太阳能电池组件的镜面反射率降低。
另外，对这些本实施例的太阳能电池组件、用现有技术制造的太阳能电池组件、各种房顶材料进行了60度入射的反射率的相对比较。其结果是得到了下述表2所示的结果。需要说明的是，表2所示的各个值是将陶瓷瓦的反射率设为1时的反射率的比例。
表2
该结果可以确认，与用现有技术制造的太阳能电池组件相比，本实施例的太阳能电池组件的60度入射的反射率降低。
另外，对于叠层于本实施例的太阳能电池组件的防反射膜、用现有技术制造的太阳能电池组件的防反射膜而言，比较了固化前的粘度。即，比较了刚涂布在玻璃基板上的防反射膜(用于形成防反射膜的物质)的粘度。其结果是得到了下述表3所示的结果。需要说明的是，在表3中，为了参考也记入了纯水的粘度。
表3
液体 粘度(mPa·s)
纯水 0.92
防反射膜(本申请) 0.98
防反射膜(现有) 2.83
可以确认，本实施例的太阳能电池组件的固化前的粘度与现有技术相比是极低的，其粘度与纯水相近。也就是说，在本实施例中，防反射膜的固化前的粘度低，防反射膜能充分地进入玻璃基板上形成的裂纹。
另外，对于本实施例的太阳能电池组件、用现有技术制造的太阳能电池组件，分别拍摄照射相同光的状态下的照片，对人感觉到的眩目感进行考察。其结果可以确认，如图18所示，可以看到用现有技术制造的太阳能电池组件比本实施例的太阳能电池组件更闪亮。也就是说，可以确认，在照射光的状态下，本实施例的太阳能电池组件更不容易以让人感到眩目感，防眩性较高。
另外，如图13～图16的剖面放大照片(扫描电子显微镜像：SEM图像)所示，防反射膜进入了由第2凹凸化工序形成的坑洼中，太阳能电池组件的表面变得光滑。
也就是说，叠层防反射膜时，玻璃基板的坑洼的较深部分处于较厚地叠层了防反射膜的状态，玻璃基板的坑洼的较浅部分较薄地叠层了防反射膜。因此，虽然玻璃基板自身存在凹凸，但是玻璃基板上叠层的防反射膜的表面处于平滑的状态。另外，防反射膜包覆了玻璃基板的表面上有棱角的部位。
在本实施例中，通过使太阳能电池组件的表面(入光面)平滑化，形成了污垢难以附着在其表面上的结构。即，第2实施例的太阳能电池组件不仅提高了防眩性，也提高了防污性。
对于本实施例的太阳能电池组件和现有技术制造的太阳能电池组件，在分别横倒的状态下散布砂土。然后，将其一边提起，以分别相对于地面呈45度倾斜的状态使其直立。
其结果是，如图19(a)所示，本实施例的太阳能电池组件倾斜45度时，去除了散布沙土的全部区域中90％的部分的砂土。相比之下，用现有技术制造的太阳能电池组件基本上没有去除砂土。也就是说，本实施例的太阳能电池组件表现出了不容易附着污垢的结构。
使用铅笔和油性记号笔使污垢附着在本实施例的太阳能电池组件和用现有技术制造的太阳能电池组件上。然后，分别用水擦拭5次，比较了去污方式。
如图19(b)所示，其结果确认了，本实施例的太阳能电池组件比用现有技术制造的太阳能电池组件更容易去污。即，确认了本实施例的太阳能电池组件的防污性较高。
接下来，对实施了第1凹凸化工序、第2凹凸化工序、防反射膜形成工序的玻璃板、及未实施这些工序的普通玻璃板分别实施环弯曲试验，比较了强度。将用威布尔图(weibull plot)表示的环弯曲试验的测定结果示于图20。
其结果为，以0.1％的概率破坏通常玻璃板的压力约为20MPa(参考图20(a))，相比之下，以0.1％的概率破坏实施了第1凹凸化工序、第2凹凸化工序、防反射膜形成工序等各工序的玻璃板的压力约为50MPa(参考图20(b))。
即，本实施例的太阳能电池组件表现出了较高的强度。本发明的强度大于普通玻璃的原因推测为玻璃板自身带有的应变在第1凹凸化工序、第2凹凸化工序被缓和了。
(比较例1)
根据专利文献3中记载的方法制造太阳能电池组件，拍摄了玻璃基板的剖面放大照片(扫描电子显微镜图像：SEM图像)。将该剖面放大照片示于图21～图25。如图21～图25所示的剖面放大照片(SEM图像)能够以数百倍至数千倍的倍率来得到。
其结果是，虽然玻璃基板202的表面上叠层有防反射膜219，但是基本上所有的裂纹218中是空洞。也就是说，如上所述，示出了裂纹218中形成了间隙，光在裂纹218的内面发生反射的结构。
这里，注意到图23，图23所示的裂纹218a的内部处于稍微进入了形成防反射膜219的物质的状态。然而，该物质仅稍微粘着在裂纹218a的上面(位于外侧的面)，而在裂纹218a的下面(位于内侧的面)的附近形成了空间。因此，光在裂纹218a的内面发生反射。
具体而言，首先，在上述各实施例的太阳能电池组件(参考图7～图10、以及图13～图16)中，注意裂纹18的内部空间中进入了防反射膜19的部分，其处于在从裂纹18的上面到下面之间填充了形成防反射膜19的物质的状态。也就是说，在裂纹18的进入了防反射膜19的部分中，处于玻璃基板2的厚度方向的整个区域中填入了防反射膜19的状态，换言之，在玻璃基板2的厚度方向，裂纹处于被防反射膜19无间隙地填充的状态。由此，裂纹18内的至少一部分处于被形成防反射膜19的物质无间隙地填充的状态，这部分处于用防反射膜19掩埋的状态。因此，对于上述实施例的太阳能电池组件1而言，如上所述，形成了光在形成有裂纹18的部分不会强烈反射的结构。
相比之下，在如图23所示的裂纹218a的内部，形成防反射膜219的物质仅附着在裂纹218a的上面，在裂纹218a的下面附近形成了较大的间隙。即，对于用现有技术制造的太阳能电池组件而言，形成了较大的裂纹218a，有时防反射膜219会偶然进入其中。但是，裂纹218a的内部空间中没有进入能够填充玻璃基板202厚度方向上全部区域的程度的足够量的物质(形成防反射膜219的物质)。也就是说，在裂纹218的任一部分中，在上面附近(位于外侧的面附近)或下面附近(位于内侧的面附近)形成了间隙。由此，不能起到本申请发明那样的效果，光在形成了裂纹218a的部分发生反射。
(比较例2)
第2比较例的太阳能电池组件1与先前的比较例1同样地根据专利文献3中记载的方法制造而成，但是实施了多次喷砂加工。
即，通过相对于现有技术的制造方法而言单纯增加了喷砂加工次数的制造方法，制造的太阳能电池组件。
然后，拍摄了制造的太阳能电池组件的玻璃基板的剖面放大照片(扫描电子显微镜图像：SEM图像)。将该剖面放大照片示于图26～图31。如图26～图31所示的剖面放大照片(SEM图像)能够以数百倍至数千倍的倍率来得到。
其结果是，虽然玻璃基板202的表面上叠层有防反射膜219，但是基本上所有的裂纹218中是空洞。另外，虽然有一些裂纹218中稍微进入了形成防反射膜219的物质，但是在裂纹218的内部所形成的空间中，没有进入足够堵塞玻璃基板202的厚度方向上全部区域的程度的物质(形成防反射膜219的物质)。也就是说，如上所述，示出了在裂纹218中形成了间隙，光在裂纹218的内面发生反射的结构。即，对于仅单纯增加喷砂加工的次数的制造方法而言，如本申请发明一样，防反射膜19没有填入裂纹18的内部。
另外，拍摄了上述实施例2的太阳能电池组件的表面与本比较例(比较例2)的太阳能电池组件的表面的显微镜照片。
图32是示出本比较例的玻璃基板202的表面的显微镜照片(光学图像)，照成白色的部位是横向裂纹。
图33是实施例2的玻璃基板2的表面的显微镜照片(光学图像)，照成白色的部位是横向裂纹中未填入防反射膜的部分。
与用现有技术制造的太阳能电池组件(图32)相比，本发明的太阳能电池组件(图33)在裂纹处入射光的反射减弱(闪亮部分减少)。

Claims (11)

1.一种太阳能电池组件，其具有：由玻璃制成且其表面宏观上为平面的玻璃制板体、以及光电转换部，光从所述板体侧入射至所述光电转换部侧，并在所述光电转换部产生电，
其中，所述板体的表面微观上呈凹凸状，凹凸化的表面存在多条具有与宏观观察所述板体时的宏观平面相平行方向的横向裂纹，
所述板体的表面叠层有防反射膜、且部分构成防反射膜的物质填入横向裂纹的内部，
在横向裂纹内部形成的空间中，在填入了所述物质的部分中，至少存在在所述板体厚度方向的整个区域内填充有所述物质的部分。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池组件，其中，在观察沿所述板体的厚度方向切断的截面时，在所述板体的至少一部分中，存在部分构成防反射膜的物质填入横向裂纹内3微米以上的部分。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，在对所述板体进行俯视观察时，所述板体的至少一部分存在下述区域：每1.69×104平方微米存在10个以上与宏观平面相平行方向的最大尺寸为4微米以上的横向裂纹。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，在对所述板体进行俯视观察时，所述板体的至少一部分存在下述区域：每1.69×104平方微米存在15个以上与宏观平面相平行方向的最大尺寸为6微米以上的横向裂纹。
5.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，在对沿所述板体的厚度方向切断的截面进行观察时，至少一部分所述板体存在下述区域：沿着宏观平面60微米长的范围内存在多个横向裂纹、且所述横向裂纹的与宏观平面平行方向的尺寸的总计为8微米以上。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，所述防反射膜对波长600nm的光的折射率为1.35～1.60。
7.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，所述防反射膜是由含有微粒的物质形成的，所述微粒包含钛氧化物及硅氧化物。
8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池组件，其中，入光面的算术平均粗糙度为0.4微米～2.0微米。
9.用于制造权利要求1～8中任一项所述的太阳能电池组件的制造方法，该方法具有：
使喷砂用研磨材料撞击所述板体的表面来实施喷砂加工，使所述板体的表面凹凸化的第1凹凸化工序；
在所述第1凹凸化工序之后，使粒径小于所述第1凹凸化工序的喷砂用研磨材料撞击所述板体的表面来实施喷砂加工，使所述板体的表面再次凹凸化的第2凹凸化工序；
在形成防反射膜的同时使防反射膜填入所述板体的裂纹中，以在所述板体的表面上形成防反射膜的防反射膜形成工序。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，实施防反射膜形成工序，而不实施使用了亲水剂的亲水处理，
在防反射膜形成工序中，喷涂用于形成所述防反射膜的液体。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能电池组件的制造方法，其中，在防反射膜形成工序之前，实施清洗所述板体表面的清洗工序。
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