CN106605305B - 太阳能电池组件和太阳能电池组件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的太阳能电池组件(10)包括：在纵向和横向弯曲的基材；配置在该基材上的多个太阳能单元(11)；第1配线件(21)，其将相邻的太阳能单电池(11)彼此在纵向上连接而形成多个太阳能单电池(11)排成一列的多个单电池串(20)；和第2配线件(31)，其与从位于单电池串(20)的列的端部的太阳能单电池(11)上在纵向上延伸的第1配线件(21)连接，至少一部分将相邻的单电池串(20)彼此在横向上连接而形成单电池串组(30)。至少一部分的第2配线件(31)与连接该配线件的单电池串(20)的太阳能单电池(11)的间隔，在单电池串组(30)的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池组件和太阳能电池组件的制造方法。
背景技术
已知有在具有三维的曲率的基材(以下称为“弯曲基材”)上配置太阳能单电池的单电池串组而成的太阳能电池组件(例如参照专利文献1)。如专利文献1中已记述的那样，三维地弯曲的太阳能电池组件，从生产性等观点出发，优选在平面上制造了单电池串组后将该单电池串组配置在弯曲基材上来制造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2014－96511号公报
发明内容
发明要解决的课题
在弯曲基板上配置有单电池串组的情况下，例如单电池串彼此的间隔在一部分上变窄，而太阳能单电池彼此接触，从而有可能产生短路、单元断裂等。此外，在弯曲基材上配置的单电池串组中，容易对配线件施加大的负荷，所以要求降低该负荷来提高可靠性。
用于解决课题的方法
作为本发明的一个方式的太阳能电池组件，其包括：在纵向和横向上弯曲的基材；配置在基材上的多个太阳能单电池；第1配线件，其将相邻的太阳能单电池彼此在纵向上连接，而形成多个太阳能单电池排成一列的多个单电池串；和第2配线件，其与从位于单电池串的列的端部的太阳能单电池上在纵向延伸的第1配线件连接，至少一部分的第2配线件将相邻的单电池串彼此在横向上连接而形成单电池串组，至少一部分的第2配线件与位于与该配线件连接的单电池串的列 的端部的太阳能单电池之间的间隔，在单电池串组的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
作为本发明的一个方式的太阳能电池组件的制造方法，包括：利用第1配线件将相邻的太阳能单电池彼此在纵向上连接，而形成多个太阳能单电池排成一列的多个单电池串的步骤；将从位于单电池串的列的端部的太阳能单电池上在纵向上延伸的第1配线件与第2配线件连接，利用至少一部分的第2配线件在横向上将相邻的单电池串彼此连接而形成单电池串组的步骤；和在纵向和横向上弯曲的基材上配置单电池串组的步骤，形成单电池串组时，以至少一部分的第2配线件与位于与该配线件连接的单电池串的列的端部的太阳能单电池的间隔，在单电池串组的横向端部侧比在横向中央部侧窄的方式，将该第2配线件与第1配线件连接。
发明的效果
根据本发明的一个方式，在三维地弯曲的太阳能电池组件中，能够得到不会产生太阳能单电池彼此的接触引起的短路、单元断裂等的、太阳能单电池良好的排列状态。此外，能够降低施加在配线件上的负荷，从而提高可靠性。
附图说明
图1是从受光面侧观察第1实施方式的太阳能电池组件的立体图(并且表示该太阳能电池组件的横向截面)。
图2是从受光面侧观察第1实施方式的太阳能电池组件的平面图。
图3是表示第1实施方式的太阳能电池组件的纵向截面的一部分的图。
图4是用于说明第1实施方式的太阳能电池组件的制造方法等图。
图5是从受光面侧观察第2实施方式的太阳能电池组件的平面图。
图6是用于说明第2实施方式的太阳能电池组件的制造方法等图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明实施方式的一个例子。
实施方式中参照的附图是示意性记载的附图，附图中描绘的构成要素的尺寸比例等有时与实际情况不同。应该参照以下的说明判断具体的尺寸比例等。
本说明书中，作为表示方向的用语，使用“纵向”、“横向”。纵向是指构成单电池串的太阳能单电池排列的方向。横向是指与纵向正交的方向，且是构成单电池串组的单电池串排列的方向。此外，“在第1部件上设置第2部件”这样的记载，只要没有特别限定，并不仅仅指第1与第2部件直接接触地设置的情况。即，该记载包括在第1与第2部件之间存在其他部件的情况。
下面，设太阳能电池组件中太阳光主要入射(超过50％～100％)的面为“受光面”、与受光面相反一侧的面为“背面”。受光面、背面的用语也对太阳能单电池等构成要素使用。
＜第1实施方式＞
以下参照图1～图4详细说明作为第1实施方式的太阳能电池组件10。图1和图2分别是从受光面侧观察太阳能电池组件10的立体图、平面图。图3是表示太阳能电池组件10的纵向截面的一部分的图。
如图1～图3所示，太阳能电池组件10包括多个太阳能单电池11、设置于太阳能单电池11的受光面侧的第1保护部件12、和设置于太阳能单电池11的背面侧的第2保护部件13。多个太阳能单电池11被第1保护部件12和第2保护部件13夹着，并且由填充在各保护部件之间的填充材料14(图3参照)密封。
太阳能电池组件10具有向纵向和横向弯曲的基材，具有三维地弯曲的形状。本实施方式中，第1保护部件12是向纵向和横向弯曲了的具有三维的曲率的基材。详细如后述，在第1保护部件12上配置第2保护部件13、填充材料14和单电池串组30(参照图1、2)，从而得到三维地弯曲的太阳能电池组件10。
太阳能电池组件10包括第1配线件21，该第1配线件21在纵向上将相邻的太阳能单电池11彼此连接，从而形成由多个太阳能单电池11排成一列而成的单电池串20(参照图1、2)。第1配线件21例如在相邻的太阳能单电池11之间向组件的厚度方向弯曲，使用粘结剂分别安装于一个太阳能单电池11的受光面侧的电极和另一个太阳能单电池11的背面侧的电极(参照图3)。
太阳能电池组件10包括第2配线件31(参照图1、2)，该第2配线件31与从位于单电池串20的列的端部的太阳能单电池11在纵向延伸的第1配线件21连接。至少一部分的第2配线件31将相邻的单电池串20彼此在横向上连接而形成单电池串组30。即，单电池串组30由多个单电池串20和多个第2配线件31构成。本实施方式中，6列的单电池串20(从图2的左侧起依次设为单电池串20a、20b、20c、20d、20e、20f)在横向上配置而构成单电池串组30。
太阳能电池组件10优选具有与至少一部分的第2配线件31连接的端子部15(参照图1、2)。本实施方式中，在第2保护部件13的背侧设置有端子部15，在太阳能电池组件10的纵向一端侧配置的4个第2配线件31与端子部15连接。4个第2配线件31中的2个将相邻的单电池串20彼此连接，剩下的2个将1列单电池串20与端子部15连接。优选在端子部15设置有实现输出的稳定化的旁路二极管，该旁路二极管连接与外部装置相连的电力线缆。
太阳能单电池11具有通过接受太阳光而生成载流子的光电转换部。光电转换部中，作为收集所生成的载流子的电极，具有形成于例如光电转换部的受光面上的受光面电极和形成于背面上的背面电极(均未图示)。各电极上连接有配线件21。但是，太阳能单电池11的结构不限定于此，也可以是例如仅在光电转换部的背面上形成有电极的结构。其中，优选背面电极形成为比受光面电极大的大面积，电极面积大的面(或者用于形成电极的面)可以说是太阳能单电池11的背面。
光电转换部具有例如晶体硅(c-Si)、砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)等半导体基板、在半导体基板上形成的非晶半导体层、和在非晶半导体层上形成的透明导电层。作为具体例子，能够举出在n型单晶硅基板的一个面上依次形成有i型非晶硅层、p型非晶硅层和透明导电层，并在另一个面上依次形成有i型非晶硅层、n型非晶硅层和透明导电层的结构。透明导电层优选由在氧化铟(In2O3)或氧化锌(ZnO)等金属氧化物掺杂有Sn或Sb等而成的透明导电性氧化物构成。
第1保护部件12、第2保护部件13例如能够使用玻璃基板、树脂基板、树脂膜等。第1保护部件12适用具有透光性的部件，从耐火性、 耐久性等观点出发，优选使用玻璃基板。玻璃基板的厚度例如为2～6mm程度。第2保护部件13可以使用透明的部件，也可以使用不透明的部件。第2保护部件13例如使用树脂膜。树脂膜的厚度例如为50～300μm程度。
本实施方式中，如上所述，作为在纵向和横向上弯曲的基材使用第1保护部件12。第1保护部件12只要是具有在纵向和横向上弯曲的曲面的部件，就没有特别限定，例如包括如将球面的一部分切下而成的形状那样具有三维曲率的曲面。第1保护部件12的曲率没有特别限定，可以在第1保护部件12的整个区域中一定，也可以在一部分中不同。下面，使第1保护部件12的曲率大致一定来进行说明。第1保护部件12例如是三维地弯曲的曲率大致一定的透明的玻璃基板，具有俯视时大致矩形的形状。其中，在本说明书中“大致…”的记载，以大致一定为例进行说明，当然包括完全一定的情况，还包括实质上能够认为是一定的情况。
填充材料14起到填埋太阳能单电池11与各保护部件的间隙来密封太阳能单电池11的作用。填充材料14优选以能够适用于后述的层叠工序的树脂为主成分。作为该树脂，能够示例乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等。填充材料14中也可以包含抗氧化剂、阻燃剂、紫外线吸收剂等各种添加剂，配置于太阳能单电池11的背面侧的填充材料14中也可以包含氧化钛等颜料。
如图1和图2所示，太阳能电池组件10中，至少一部分的第2配线件31与位于与该配线件连接的单电池串20的列的端部的太阳能单电池11之间的间隔，在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
单电池串组30具有例如与端子部15连接的第2配线件31之中的、长度比单电池串20的2列份的横向长度长的长配线件31L。本实施方式中，如图2所示，位于单电池串组30的两端的单电池串20a、20f分别利用长配线件31La、31Lb与端子部15连接。另外，相邻的单电池串20b、20c彼此、单电池串20d、20e彼此分别利用第2配线件31a、31b连接，该配线件的一端部与端子部15连接。
而且，长配线件31La与位于与该配线件连接的单电池串20a的列 的端部的太阳能单电池11之间的间隔，在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。长配线件31Lb与位于与该配线件连接的单电池串20f的列的端部的太阳能单电池11之间的间隔，也是在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。换言之，长配线件31La、31Lb与位于与该各配线件连接的各单电池串的太阳能单电池11之间的间隔，在作为弯曲基材的第1保护部件12的横向端部侧比在横向中央部侧窄。此外，在单电池串组30的横向上离端子部15的距离越远该间隔越窄。其中，由于各第2配线件31对于单电池串组30的横向中央部为左右对称，所以下面以单电池串20a、长配线件31La侧为例进行说明。
单电池串20a中，优选多个第1配线件21从位于列的端部的太阳能单电池11上在纵向上延伸而与长条的长配线件31La连接。单电池串20a(本实施方式中其他的单电池串20也同样)例如利用在横向排列的3个第1配线件21连接相邻的两个太阳能单电池11。而且，优选该各第1配线件21的长度，至少从位于单电池串20a的列的端部的太阳能单电池11上向纵向延伸的长度(延伸长度)，随着靠近单电池串组30的横向端部变短。
即，单电池串20a的3个第1配线件21(从图2的左侧依次为第1配线件21a、21b、21c)的延伸长度为第1配线件21a＜21b＜21c。长配线件31La与该各第1配线件的前端部连接。由此，长配线件31La与单电池串20a的太阳能单电池11的间隔在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
长配线件31La优选沿着第1保护部件12的曲面弯曲。长配线件31La以沿着例如沿着第1保护部件12的曲面的曲率为一定的假想曲线α的方式弯曲。由此，例如长配线件31La的形变变小，而施加在该配线件的负荷降低。再者，长配线件31La以沿着假想曲线α的方式弯曲时，单电池串20的一部分(例如单电池串20a)容易向单电池串组30的内侧移动。本实施方式中，通过调整长配线件31La与单电池串20a的太阳能单电池11的间隔能够抑制该移动。即，即使在长配线件31La以沿着第1保护部件12的曲面的方式弯曲的情况下，单电池串20彼此的间隔也在一部分上变窄，能够防止太阳能单电池11彼此接触。
本实施方式中，第2配线件31a与单电池串20b、20c的各太阳能单电池11的间隔相互大致相同。此外，第2配线件31b与单电池串20d、20e的各太阳能单电池11的间隔相互大致相同。上述各单电池串中的第1配线件21的延伸长度也相互大致相同。而且，也可以使第2配线件31a、31b与连接该配线件的各单电池串的太阳能单电池11的间隔在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。此外，通过使第1配线件21的延伸长度大致相同，并改变与第2配线件31的连接位置，也能够调整第2配线件31与单电池串20的太阳能单电池11的间隔。
具有上述结构的太阳能电池组件10能够通过使用第1保护部件12、第2保护部件13和构成填充材料14的树脂片层叠单电池串组30来制造。层叠装置中，在加热器上依次层叠第1保护部件12、构成填充材料14的第1树脂片、单电池串组30、构成填充材料14的第2树脂片、第2保护部件13。从生产性等观点出发，单电池串组30如后述在平面上制造后，配置在第1保护部件12上。该层叠体例如在真空状态下被加热到构成填充材料14的树脂片软化的温度。之后，在大气压下一边向加热器侧按压各构成部件一边持续加热并层叠各部件，由此得到太阳能电池组件10。
图4表示在平面上制造的单电池串组30(配置在基材上之前)。
如图4所示，单电池串组30以如下方式制造：在平面上，利用第1配线件21在纵向上连接多个太阳能单电池11而形成单电池串20，并在该各单电池串的第1配线件21上连接第2配线件31。本实施方式中，第2配线件31a、31b具有L字形状，其大部分在横向延伸设置，分别与单电池串20b、20c的各第1配线件21、单电池串20d、20e的各配线件21连接。
另一方面，长配线件31La、31Lb也具有L字形状，但是没有像第2配线件31a、31b那样在横向上笔直地延伸设置，而是以随着靠近单电池串组30的横向中央部远离单电池串20的方式在纵向上倾斜。具有该形状的单电池串组30配置在第1配线件21上而与上述各构成部件层叠，由此长配线件31La以沿着第1保护部件12的曲面的方式弯曲，从而能够得到具有上述结构的太阳能电池组件10。
也就是说，太阳能电池组件10的制造方法的一个例子包括下述的 步骤。
(1)利用第1配线件21在纵向上将相邻的太阳能单电池11彼此连接，形成多个太阳能单电池11排成一列的多个单电池串20。
(2)从位于单电池串20的列的端部的太阳能单电池11上向纵向延伸出的第1配线件21与第2配线件31连接，利用至少一部分的第2配线件31在横向上将相邻的单电池串20彼此连接而形成单电池串组30。
(3)在作为在纵向和横向上弯曲的基材的第1保护部件12上配置单电池串组30。
而且，在形成单电池串组30时，使至少一部分的第2配线件31与位于与该配线件连接的单电池串20的列的端部的太阳能单电池11之间的间隔，在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄。即，以该间隔在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄的方式，将该第2配线件31与第1配线件21连接。
在形成单电池串组30时，以使长配线件31La与单电池串20a的太阳能单电池11的间隔在单电池串组30的横向端部侧比在横向中央部侧窄的方式，将该长配线件与第1配线件21连接(长配线件31Lb的情况下也同样)。本实施方式中，从位于单电池串20a的列的端部的太阳能单电池11上延伸出多个第1配线件21，越靠近单电池串组30的横向端部使该各第1配线件的长度越短，在该各第1配线件的前端部连接长配线件31La。
如上所述，根据具有上述结构的太阳能电池组件10，各配线件的形变小，施加在配线件上的负荷降低。根据太阳能电池组件10，即使在第2配线件31以沿着第1保护部件12的曲面的方式弯曲了的情况下，也容易将单电池串20彼此的间隔维持为一定。由此，不会产生太阳能单电池11彼此的接触所导致的短路、单元破裂等，而能够得到太阳能电池11(单电池串20)的良好的排列状态。此外，不仅第2配线件31，施加在第1配线件21上的负荷也降低，例如能够得到良好的外观和高可靠性。
＜第2实施方式＞
参照图5和图6详细说明作为第2实施方式的太阳能电池组件50。 下面，对与上述实施方式相同的构成要素使用相同的符号，并省略说明。
如图5所示，太阳能电池组件50与太阳能电池组件10的不同点在于，构成单电池串组51的单电池串20为7列，且第2配线件52对于单电池串组51的横向中央部不是左右对称。太阳能电池组件50中，长配线件52La、52Lb与位于与该配线件连接的各单电池串20的列的端部的太阳能单电池11之间的间隔，在单电池串组51的横向上远离端子部15的一侧比靠近端子部15的一侧窄。
太阳能电池组件50中，与太阳能电池组件10的长配线件31La、31Lb的不同点在于，长配线件52La、52Lb都将相邻的单电池串20彼此连接。与长配线件52La(长配线件52Lb也同样)连接的6个第1配线件21的延伸长度在单电池串组51的远离端子部15的一侧比在靠近端子部15的一侧短。即，该6个第1配线件21的延伸长度为第1配线件21a＜21b＜21c＜21d＜21e＜21f。
如图6所示，太阳能电池组件50的制造过程中，与太阳能电池组件10的情况相同，首先在平面上制造单电池串组51。该情况下，从位于单电池串20的列的端部的太阳能单电池11上延伸出多个第1配线件21，使该各第1配线件的长度越靠近单电池串组51的横向端部越短。而且，该各第1配线件的前端部分别连接长配线件52La、52Lb。将这样制造的单电池串组51配置在第1保护部件12上而与上述各构成部件层叠，由此使长配线件52La、52Lb以沿着第1保护部件12的曲面的方式弯曲，从而得到具有上述结构的太阳能电池组件50。
在上述实施方式中，举例表示了长配线件与单电池串的太阳能单电池的间隔变化的方式，也可以是比单电池串2列份的横向长度短的配线件与单电池串的太阳能单电池的间隔在基材的横向端部侧比在横向中央部侧窄的方式。此外，太阳能电池组件也可以为如下方式：包括仅将相邻的单电池串彼此连接的第2配线件的全部的第2配线件与单电池串的太阳能单电池之间的间隔在基材的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
附图标记的说明
10，50 太阳能电池组件
11 太阳能单电池
12 第1保护部件
13 第2保护部件
14 填充材料
15 端子部
20，20a，20b，20c，20d，20e，20f 单电池串
21，21a，21b，21c，21d，21e，21f 第1配线件
30，51 单电池串组
31，31a，31b，52 第2配线件
31L，31La，31Lb，52La，52Lb 长配线件。
Claims (7)
1.一种太阳能电池组件，其特征在于，包括：
在纵向和横向上弯曲的基材；
配置在所述基材上的多个太阳能单电池；
第1配线件，其将相邻的所述太阳能单电池彼此在纵向上连接，而形成多个所述太阳能单电池排成一列的多个单电池串；和
第2配线件，其与从位于所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池上在纵向延伸的所述第1配线件连接，至少一部分的第2配线件将相邻的所述单电池串彼此在横向上连接而形成单电池串组，
至少一部分的所述第2配线件与位于与该配线件连接的所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池之间的间隔，在所述单电池串组的横向端部侧比在横向中央部侧窄。
2.如权利要求1所述的太阳能电池组件，其特征在于：
包括与至少一部分的所述第2配线件连接的端子部，
与所述端子部连接的所述第2配线件中的比2列所述单电池串的总计横向长度长的长配线件与位于与该配线件连接的所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池的间隔，在所述单电池串组的横向上在远离所述端子部的一侧比在靠近所述端子部的一侧窄。
3.如权利要求2所述的太阳能电池组件，其特征在于：
所述第1配线件，从位于所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池上在纵向上延伸有多个，并与所述长配线件连接，
该各第1配线件的长度在所述单电池串组的横向上在远离所述端子部的一侧比在靠近所述端子部的一侧短。
4.如权利要求2或者3所述的太阳能电池组件，其特征在于：
所述长配线件顺着所述基材的曲面弯曲。
5.一种太阳能电池组件的制造方法，其特征在于，包括：
利用第1配线件将相邻的太阳能单电池彼此在纵向上连接，而形成多个所述太阳能单电池排成一列的多个单电池串的步骤；
将从位于所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池上在纵向上延伸的所述第1配线件与第2配线件连接，利用至少一部分的所述第2配线件在横向上将相邻的所述单电池串彼此连接而形成单电池串组的步骤；和
在纵向和横向上弯曲的基材上配置所述单电池串组的步骤，
形成所述单电池串组时，以至少一部分的所述第2配线件与位于与该配线件连接的所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池的间隔，在所述单电池串组的横向端部侧比在横向中央部侧窄的方式，将该第2配线件与所述第1配线件连接。
6.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于：
以与端子部连接的所述第2配线件中的长度比2列所述单电池串的总计横向长度长的长配线件与位于与该配线件连接的所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池的间隔，在所述单电池串组的横向上在远离所述端子部的一侧比在靠近所述端子部的一侧窄的方式，将该长配线件与所述第1配线件连接。
7.如权利要求6所述的制造方法，其特征在于：
使多个所述第1配线件从位于所述单电池串的列的端部的所述太阳能单电池上延伸，使该各第1配线件的长度在所述单电池串组的横向上在远离所述端子部一侧比靠近所述端子部的一侧短，
将该各第1配线件的前端部与所述长配线件连接。
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