CN107851678B - 太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池模块具备太阳能电池(13)、密封材料(16)、及配置在太阳能电池(13)与密封材料(16)之间的可挠性的金属箔(14)。太阳能电池(13)在单晶硅基板的背面侧具备导电型硅层及背面透明电极层。金属箔(14)与太阳能电池(13)的背面透明电极层以非粘接状态接触。在太阳能电池模块中，通过太阳能电池(13)被密封材料(16)密封，从而保持金属箔(14)与背面透明电极层的接触状态。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及具备晶体硅太阳能电池的太阳能电池模块。
背景技术
使用了晶体硅基板的晶体硅太阳能电池的转换效率高，已经作为太阳光发电系统而被广泛一般实用化。在单晶硅基板的表面上设置与单晶硅间隙不同的硅系薄膜而形成接合的晶体硅太阳能电池被称为异质结太阳能电池，在晶体硅太阳能电池中转换效率特别高。
在晶体硅太阳能电池中，通过设置在受光面侧及背面侧的金属电极，收集在晶体硅内产生的载流子。异质结太阳能电池在硅系薄膜与金属电极之间具备透明导电性氧化物(TCO)等透明电极层。由金属电极收集的载流子介由与金属电极连接的带状的互连器被取出到外部。
专利文献1公开了，通过在太阳能电池的背面侧的图案状的金属电极(Ag糊剂电极)或透明电极层上，介由导电性粘接剂贴附刚性高的金属板或金属箔，能够抑制由搬送时的外力或密封工艺中的应力等引起的破损。专利文献2公开了，通过在太阳能电池的背面侧连接互连器后，将背面的整面用导电性片材覆盖，能够降低串联电阻，由于能够降低互连器的厚度，所以能够抑制太阳能电池的翘曲或裂纹。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-201331号公报
专利文献2：日本特开2005-167158号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
若在晶体硅太阳能电池的受光面及背面上介由导电性粘接剂等固定刚性构件或互连器等金属构件，则起因于晶体硅与金属构件的热线膨胀系数的不同等，由于模块化时的加热或实用时的温度变化等，在粘接界面产生应力。在专利文献1及专利文献2那样的模块结构中，由于在太阳能电池的受光面及背面这两面上粘接固定有金属构件，所以粘接界面的应力的大小或方向在表背不同，容易产生由单电池的应变引起的翘曲或裂纹、金属构件的剥离等。此外，由使用导电性粘接剂而引起的生产成本的上升也成为问题。
本发明的目的是提供难以产生由温度变化引起的特性降低、单电池裂纹、互连器的剥离等、且可靠性优异的太阳能电池模块。
用于解决技术问题的手段
本发明的太阳能电池模块具备在单晶硅基板的背面侧依次设置有导电型硅层及背面透明电极层的太阳能电池、密封材料、及配置在太阳能电池与密封材料之间的可挠性的金属箔。金属箔与太阳能电池的背面透明电极层以非粘接状态接触。通过太阳能电池被密封材料密封，从而保持金属箔与背面透明电极层的接触状态。
金属箔优选至少与背面透明电极层接触的部分由选自由Sn、Ag、Ni、In及Cu组成的组中的至少一种构成。金属箔的厚度优选为4～190μm。
优选在金属箔中设置多个开口，且密封材料介由上述开口与太阳能电池相接。设置在金属箔中的开口的直径优选为100μm～2000μm，最接近的开口彼此的间隔优选为5mm～100mm。
在太阳能电池的背面透明电极层上，也可以分开而存在多个点状缓冲电极。在太阳能电池的背面侧的表面中，缓冲电极存在的区域的面积优选低于背面透明电极层露出的区域的面积的1％。在太阳能电池的背面上设置有点状缓冲电极的情况下，金属箔优选与背面透明电极层及缓冲电极以非粘接状态接触而电连接。
太阳能电池在受光面上具备图案状的金属电极的情况下，通过将邻接的2个太阳能电池的背面电极与受光面金属电极电连接，进行互连。邻接的2个太阳能电池通过一个太阳能电池的与背面透明电极相接的金属箔和另一个太阳能电池的受光面的金属电极被连接到连接构件上而电连接。
也可以使用在绝缘构件上固定有金属箔的布线片材来进行太阳能电池的互连。在金属箔上设置有多个开口的情况下，绝缘构件优选在与金属箔的开口对应的位置具有开口部。在该方式中，优选介由设置在绝缘构件中的开口部及设置在金属箔中的开口，密封材料与太阳能电池相接。绝缘构件的开口部的直径优选小于设置在金属箔中的开口的直径。
发明效果
在本发明的太阳能电池模块中，由于介由在太阳能电池的背面侧以非粘接状态相接的金属箔进行互连，所以即使是在产生温度变化的情况下也难以产生应力应变，温度可靠性优异。此外，由于背面侧的金属电极材料的使用量降低，所以也有助于成本削减。
附图说明
图1是一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。
图2是一个实施方式的太阳能电池的截面图。
图3A是表示受光面金属电极的图案的一个例子的俯视图。
图3B是表示受光面金属电极的图案的一个例子的俯视图。
图4是表示金属箔在太阳能电池的背面以非粘接状态相接的状态的概念图。
图5是设置有缓冲电极的太阳能电池的俯视图。
图6是具备设置有缓冲电极的太阳能电池的太阳能电池模块的截面。
图7是具备设置有开口的金属箔的太阳能电池模块的截面图。
图8A是太阳能电池模块的受光面的俯视图。
图8B是太阳能电池模块的背面的俯视图。
图9是说明来自太阳能电池的背面的光摄入的样子的概念图。
图10A是太阳能电池的互连中使用的布线片材的俯视图。
图10B是太阳能电池的互连中使用的布线片材的截面图。
图11是表示在布线片材上配置有太阳能电池的状态的截面图。
图12A是通过布线片材而连接的太阳能电池串的俯视图。
图12B是通过布线片材而连接的太阳能电池串的截面图。
图13是一个实施方式的太阳能电池模块的截面图。
具体实施方式
图1是本发明的一个实施方式的太阳能电池模块结构的示意图。太阳能电池模块(以下有时记载为“模块”)具有通过密封材料将太阳能电池(以下有时记载为“单电池”)密封的构成。图1中所示的模块从受光面侧起具备受光面保护材料10、受光面密封材料11、连接构件12、太阳能电池13、金属箔14、背面密封材料16及背板17。
作为密封材料11、16，使用EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、聚烯烃等树脂。通过使这些树脂加热熔融并流动，密封材料流动到邻接的单电池间或模块的端部而进行模块化。
配置在单电池的受光面侧的受光面保护材料10为透光性，作为其材料，可例示出玻璃基板(青板玻璃基板、白板玻璃基板)、聚氟乙烯膜(例如Tedlar film(注册商标))等氟树脂膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜等有机膜。从机械强度、光线透射率、耐湿可靠性及成本等方面出发，特别优选白板玻璃基板。
配置在单电池的背面侧的背板17可以是透光性、光吸收性及光反射性中的任一者。作为透光性的背板，优选使用上述的材料作为受光面保护材料的材料。作为光反射性的背板，优选呈现金属色或白色等的材料，优选使用白色树脂膜、或在树脂膜间夹持有铝等金属箔的层叠体等。作为光吸收性的背板，例如使用包含黑色树脂层的材料。
在太阳能电池13的背面侧，在太阳能电池13与背面密封材料16之间配置有金属箔14。金属箔14通过与太阳能电池13的背面以非粘接状态接触，从而与单电池电连接。模块化前太阳能电池13与金属箔14能够装卸地接触，在模块中，通过单电池被密封材料密封，从而保持金属箔与单电池的接触状态。
图2中示出晶体硅太阳能电池的截面示意图。太阳能电池13在单晶硅基板5的背面侧具有背面导电型硅层7及背面透明电极层8。在单晶硅基板5与背面导电型硅层7之间，优选设置有背面真性硅层6。
在单晶硅基板5的受光面侧，优选形成有受光面真性硅层4、受光面导电型硅层3、及受光面透明电极层2。受光面导电型硅层3具有与背面导电型硅层7相反的导电型。即，受光面导电型硅层3及背面导电型硅层7中的一者为p型，另一者为n型。单晶硅基板5的导电型可以为p型也可以为n型。从寿命的观点出发，优选使用n型单晶硅基板。
在单晶硅基板5的表面上，优选设置有高度为2～10μm左右的微细的凹凸(纹理)结构。单晶硅基板通过各向异性蚀刻，形成由晶体硅的(111)面构成的金字塔状的凹凸结构。凹凸结构优选形成于太阳能电池的受光面及背面这两面上。
图2中所示的太阳能电池在背面透明电极层8上未设置金属电极。在受光面透明电极层2上，设置有图案状的金属电极作为受光面金属电极1。受光面金属电极1由于具有向太阳能电池13的受光面的面内方向输送电流的作用，所以在受光面的面内方向上具有二维的图案。作为面内方向的二维的图案，可列举出如图3A中所示的那样设置有平行地延伸的多个指状电极111的形态、或如图3B中所示的那样由指状电极111和与指状电极正交的汇流条电极112形成的栅状的图案。如图3A中所示的那样，在受光面金属电极1仅由指状电极形成的情况下，在模块中按照将多个指状电极横断的方式配置连接构件。如图3B中所示的那样设置有具有汇流条电极的栅状的受光面金属电极的情况下，在汇流条电极112上配置连接构件。
在太阳能电池13的背面上配置可挠性的金属箔14。在模块中，金属箔14与单电池的背面透明电极层8以非粘接状态接触。在本说明书中，金属箔与背面透明电极层(及缓冲电极)“以非粘接状态接触”典型地是指赋予按压、吸附等物理性外力而使两者接触的状态。因此，在利用密封构件的密封前，金属箔与单电池能够剥离地接触。通过粘接剂或熔融软钎料等使两者粘接的状态、或通过印刷、镀覆、溅射等在透明电极层上形成有金属电极的状态不符合“以非粘接状态接触”。
金属箔14也可以介由导电性膜、软钎料、导电性糊剂等导电性粘接材料、或粘接胶带等绝缘性粘接材料，被部分地固定在单电池的背面上。所谓部分的固定是用于固定太阳能电池13与金属箔14的位置关系的临时固定，并非使两者密合层叠。因此，在金属箔被部分地固定在单电池的背面上的状态下，除临时固定部位以外，金属箔与单电池以非粘接状态接触。将金属箔部分地固定在单电池的背面上的情况下，临时固定部位只要有1个部位即可。为了抑制在密封等作业时金属箔卷曲等不良情况，优选在2个部位以上进行临时固定。此外，也可以如后面详细叙述的那样，在绝缘性的支撑基材上固定金属箔。该情况下，单电池与金属箔的临时固定变得不需要，能够提高模块化的作业性。
作为金属箔14的材料，优选使用与背面透明电极层的接触电阻低的材料、或柔软的金属。作为接触电阻低的金属，优选Ag、Ni、Au等，作为柔软的金属，优选Sn、Cu、In、Al等。金属箔14可以是单层，也可以是多个金属层层叠而得到的金属箔。在金属箔为单层的情况下，优选使用包含选自由Sn、Ag、Ni、In及Cu组成的组中的至少一种金属的金属箔。其中，从反射率高、且低成本的方面出发，优选使用铜箔作为金属箔14。多个金属层层叠而得到的金属箔优选在与背面透明电极层的接触面中使用由选自由Sn、Ag、Ni、In及Cu组成的组中的至少一种构成的金属层。例如，在铜箔的表面上，作为与背面透明电极层的接触层，也可以使用设置有Ag等接触电阻低的金属层的金属箔。
金属箔14的厚度优选为4～190μm，更优选为10～100μm，特别优选为15～50μm。若金属箔的厚度为4μm以上，则能够抑制金属箔自身的电阻的上升。若厚度为190μm以下，则由于金属箔具有可挠性，能够追随单电池的表面形状，所以能够抑制局部的电阻的增大。通过使用上述的材料及厚度范围的金属箔，能够确保与背面透明电极层的均匀的接触以及金属箔的适度的强度及可挠性。
在图1的模块中，受光面保护材料10与背板17之间的空间用密封材料11、16充满。通过以在太阳能电池13的背面上配置有金属箔14的状态进行密封，从而保持单电池的背面透明电极层与金属箔的接触状态。此外，通过来自密封材料的外力，将金属箔固定，从而能够使金属箔与背面透明电极层均匀地接触。由于单电池与金属箔为非粘接状态，所以界面中的应力得到缓和。因此，由单电池裂纹或应变引起的特性降低得到抑制，可得到可靠性高的模块。
也可以在使金属箔与透明电极接触的状态下，在背面侧表面的一部分中，在金属箔与透明电极之间存在空隙部。图4是在硅基板的背面上设置有凹凸的太阳能电池13的背面透明电极层8上金属箔14以非粘接状态相接的模块的背面侧的放大图。
在单电池的背面侧设置有凹凸结构的情况下，凹凸结构的顶点部分(凸部)与金属箔接触，得到电接触。在使凹凸结构的顶点及其周边的背面透明电极层与金属箔接触的情况下，优选凹凸尺寸小、规定面积中的顶点的数目(密度)大。
在单电池的背面上设置有凹凸结构的情况下，由背面透明电极层8和金属箔14所围成的区域未填充密封材料而成为空隙。该空隙部18在密封前被填充气体(空气)，在密封后成为接近真空的状态。在密封后，由于该空隙部18为负压状态，所以保持金属箔14与背面透明电极层8的接触状态。
单晶硅由于近红外光的吸光系数小，所以从受光面入射到单电池中的光中的950nm以上的长波长光的大部分在单晶硅基板中未被吸收，到达至背面侧。由于构成透明电极层的金属氧化物材料的折射率为2左右，与此相对，空隙部的折射率为1～1.05左右，所以到达至单电池的背面的光的一部分被背面透明电极层/空隙的界面反射，再入射到硅基板中。剩余的光透射过背面透明电极层/空隙的界面，被空隙/金属膜的界面反射，再次通过背面透明电极层/空隙的界面，再入射到单电池中。
优选：在背面侧透明电极的表面的投影面积的80％以上且低于100％的区域中，在透明电极与金属箔之间存在空隙部。其中，从最大限度地确保背面侧中的反射率的同时确保与金属箔的导电性的观点出发，更优选在背面侧透明电极的表面的投影面积的85％以上且低于100％的区域中存在空隙部，特别优选在90％以上且低于100％的区域中存在空隙部。
所谓“背面侧的透明电极的表面”是指在与金属箔接触前的状态下背面透明电极露出的区域。即，优选该区域的80％以上且低于100％为空隙部，剩余的大于0％且20％以下的区域与金属箔相接。如后述那样在背面侧的透明电极上设置有点状缓冲电极等金属电极的情况下，未设置金属电极的区域符合“背面侧的透明电极的表面”。
作为本实施方式的效果之一，可列举出由于在背面透明电极层上金属电极未被直接制膜，所以背面侧的透明电极层/金属电极的界面中的等离子体激元吸收降低。
一般在异质结太阳能电池中，为了降低背面侧的透明电极层/金属电极的界面中的等离子体激元吸收，将背面侧的透明电极层的膜厚调整为80～100nm，将硅/背面透明电极层的界面中的反射最大化。另一方面，通过如本实施方式那样使用使金属箔物理性地接触的电极作为背面侧的金属电极，能够抑制背面侧的透明电极层/金属电极的界面中的等离子体激元吸收、将背面透明电极层的膜厚大幅地降低至20nm左右。由于通过减小背面透明电极层的膜厚，由背面透明电极层产生的光吸收降低，所以能够进一步提高光利用效率。
在背面透明电极层的膜厚小的情况下，存在变得容易产生对凹凸的顶点的机械损伤的倾向。为了抑制对单电池的机械损伤，也可以在背面透明电极层8上设置点状的缓冲电极9。图5是设置有点状的缓冲电极的单电池的背面的放大图。如上述那样，受光面金属电极1沿面内的至少一个方向延伸而设置成二维状，与此相对，设置在背面上的缓冲电极9不需要沿背面的面内方向输送电流的功能。因此，如图5中所示的那样，多个缓冲电极9分开地存在。通过金属箔14与背面透明电极层8及缓冲电极9接触，背面透明电极层及多个缓冲电极介由金属箔而被电连接。
图6是使用了在背面透明电极层8上设置有缓冲电极9的单电池的模块的示意截面。通过配置缓冲电极9，在施加压力时缓冲电极9与金属箔14最先接触，之后，金属箔14被按压到不存在缓冲电极9的背面透明电极层8上。由于缓冲电极9最先受到金属箔14的压力，所以未设置缓冲电极9的区域中的背面透明电极层8与金属箔14的接触压力被均匀化。因此，向背面透明电极层8施加局部的压力得到抑制，能够降低机械损伤。
在单电池的背面侧的表面中，设置有缓冲电极9的区域的面积优选低于未设置缓冲电极而背面透明电极层8露出的区域的面积的1％。即，在将背面透明电极层8的露出区域的面积设为A1、将点状的缓冲电极的总面积设为A2时，A2/A1优选低于0.01。A2/A1更优选为0.002～0.007。若缓冲电极的形成面积为该范围，则能够期待低的接触电阻和适度的压力分散。此外，与形成栅状的金属电极的情况相比，由于Ag糊剂等电极材料的使用量少，所以能够削减制造成本。
缓冲电极的高度优选大于单电池的背面的凹凸，优选为6～30μm左右。从材料成本的降低与缓冲能力的平衡出发，缓冲电极9的高度更优选为10～25μm左右。缓冲电极的直径优选为10～100μm左右，从材料的利用效率及图案化均匀性的观点出发，更优选为30～60μm左右。最接近的缓冲电极间的间隔d优选为0.5～3mm左右。若缓冲电极的尺寸或间隔为上述范围，则存在机械损伤降低，伴随模块化的开路电压(Voc)的降低得到抑制的倾向。此外，存在起因于压力被均匀化而接触电阻也被均匀化、串联电阻降低、模块的曲线因子(FF)提高的倾向。
作为缓冲电极的材料，可以使用例如由Sn、Ag、Ni、Al、Cu、碳等材料形成的微粒与环氧、PVDF等粘合剂混合而得到的糊剂等，从压力缓和及接触电阻降低的观点出发，优选使用Sn、Ag、或Ni。缓冲电极可以通过例如丝网印刷等而形成。
也可以在金属箔14中设置开口。如图7中所示的那样，通过在金属箔14中设置开口141，背面密封材料16介由开口141而流动到太阳能电池13的背面，所以能够提高密合性。密封材料16不仅流动到开口141的正上方，而且还流动到其周围，有时密封材料165流入金属箔14与背面透明电极层8(或缓冲电极9)之间。
金属箔14的开口141的直径优选为100～2000μm，更优选为200～1500μm，进一步优选为400～900μm。若开口的直径为100μm以上，则由于密封材料16能够容易地通过开口，所以与单电池的密合性提高。若开口的直径为2000μm以下，则能够防止密封材料16向金属箔14与太阳能电池13之间的过度的流入，维持金属箔与单电池的背面的接触面积。
最接近的开口彼此的间隔优选为5～100mm，更优选为6～26mm。若开口的间隔为上述范围，则能够良好地保持密封材料16与太阳能电池13的背面侧的密合性的同时确保金属箔14与背面透明电极层8及缓冲电极9的接触面积。
如上述那样，按照与太阳能电池13的背面接触的方式配置的金属箔14具有作为沿太阳能电池的背面的面内方向流过电流的金属电极的作用。也可以将金属箔14利用于邻接的单电池间的互连。
在图1中所示的模块中，在受光面金属电极1上连接有接头线等连接构件(互连器)12。受光面金属电极1与连接构件12能够介由软钎料、导电性粘接剂、导电性膜等而电连接。与受光面金属电极连接的连接构件12的一端被连接在与邻接的单电池相接地配置的金属箔14上。
图8A是连接在受光面金属电极1上的连接构件12与和邻接的单电池相接而配置的金属箔14的突出部149连接的太阳能电池模块的受光面的俯视图。图8B是模块的背面的俯视图。
该模块中包含的太阳能电池131、132为俯视矩形状或大致矩形状。所谓大致矩形状是矩形的角被倒角的形状，也被称为半方形型。与邻接的2个太阳能电池131、132中的一个太阳能电池131的背面相接的金属箔14按照具有金属箔伸出到另一个太阳能电池132侧的突出部149的方式配置。通过将连接于太阳能电池132的受光面上的连接构件12与和太阳能电池131的背面相接的金属箔14的突出部149连接，2个单电池被电连接。
若由热膨胀系数与硅基板不同的金属形成的互连器介由软钎料或粘接剂等而被固定在单电池中，则起因于温度变化等而在粘接界面中产生应力。在单电池的两面连接有互连器的情况下，有时由于应力的大小或方向在表背不同而容易产生应变，产生由应变引起的Voc的降低、互连器的剥离、由应力引起的单电池裂纹等。
与此相对，在图8A及图8B中所示的方式中，在单电池的背面侧金属箔14仅以非粘接状态接触，没有使用粘接构件。因此，难以产生起因于温度变化的模块特性的降低，可靠性优异。此外，由于不需要在单电池的背面连接互连器，所以能够将单电池的互连作业简化而提高模块的生产率。
在矩形或大致矩形的单电池的4边中的除存在金属箔的突出部149的边以外的3边中，优选金属箔14被配置在比单电池的周缘更靠内侧处，未被金属箔覆盖的端部的单电池露出。即，金属箔的周缘优选除了用于与邻接的单电池连接的突出部149以外，还存在于比单电池的周缘更靠内侧处。
在单电池背面的周缘部中存在未设置金属箔14的露出部的情况下，如图9中示意性表示的那样，能够使入射到邻接的单电池间的间隙中的光LA在背板17中的反射光从单电池背面的露出部入射到单电池内，模块的光利用效率提高。单电池背面的露出部的宽度W优选为0.3～2mm左右，更优选为0.5～1.5mm左右。
将多个单电池互连而形成太阳能电池串后，通过在太阳能电池串的两面配置密封材料而进行密封，从而进行模块化。在互连时，进行各个单电池与金属箔的对位、及多个单电池的相对的对位。
通过使用多个金属箔被固定在绝缘性的支撑体上的布线片材150，能够将对位作业简化。图10A是在片材状的绝缘构件15上固定有金属箔14的布线片材150的俯视图，图10B是A1-A2线处的截面图。图11是表示在被固定于布线片材上的金属箔的与绝缘构件的固定面的相反侧的面上载置有单电池的状态的俯视图。图12A是表示将邻接的2个单电池的受光面金属电极(汇流条电极)与金属箔通过连接构件12而互连的状态的俯视图。图12B是B1-B2线处的截面图。图13是使用布线片材而进行单电池的互连的模块的示意性截面图。
绝缘构件15只要是能够支撑金属箔，且具有密封时的层压温度(例如为120～150℃)下的耐热性，则其材料或厚度没有特别限定。绝缘构件15可以是透光性、光吸收性及光反射性中的任一者。在使用光反射性的背板的情况下，绝缘构件15优选具有透光性。从透明性及材料成本的观点出发，作为绝缘构件15，优选使用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂片材。
在绝缘构件15上固定有与1个模块中包含的单电池的数目对应的多个金属箔14。例如，在图10A中，在1片绝缘构件15上，分开地配置有9片(3×3)的金属箔14。绝缘构件15与金属箔14的固定方法没有特别限定，可以通过例如静电、粘接剂、熔融粘合等而将金属箔固定。特别优选通过低粘合性的粘接剂在绝缘构件上固定有金属箔。
如图10A中所示的那样，在金属箔14中设置有开口141的情况下，绝缘构件15优选在与金属箔的开口对应的位置具有第一种开口部151。“与金属箔的开口对应的位置”是指在与单电池的背面相接的金属箔中设置有开口的位置。在密封后的模块中，如图13中所示的那样，从背面侧起依次配置有背板17、背面密封材料16、绝缘构件15、金属箔14及太阳能电池13。若在与金属箔14的开口141对应的位置设置有绝缘构件15的第一种开口部151，则由于背面密封材料16介由绝缘构件15的第一种开口部151及金属箔14的开口141流动至太阳能电池13的背面，所以能够提高密合性。
设置在绝缘构件15中的第一种开口部151的直径优选小于金属箔14的开口141的直径。与绝缘构件的开口部相比，金属箔的开口较大的情况下，密封材料的流入的压力在金属箔的开口中被缓和。因此，密封材料16向金属箔14与太阳能电池13之间的过度的流入得到抑制，能够维持金属箔与单电池的背面的接触面积。此外，在金属箔中设置开口而在绝缘构件中未设置第一种开口部的区域中，单电池3的背面与绝缘构件15介由密封材料16而粘接。由此，绝缘构件与单电池之间的金属箔14被夹持而固定，能够更可靠地使单电池3与金属箔14接触。绝缘构件15的第一种开口部151的直径更优选为金属箔14的开口141的直径的30～80％左右，进一步优选为30～60％的直径。第一种开口部151的直径优选为270～1000μm，更优选为300～700μm。
绝缘构件15优选在未配置金属箔14的区域、即与邻接的单电池间的间隙对应的位置具有第二种开口部152(参照图13)。通过在与邻接的单电池间的间隙对应的位置设置开口部，密封材料不仅容易流入单电池的背面而且也容易流入单电池的侧面或单电池间的间隙中，能够更可靠地实施密封。设置在未配置金属箔的区域中的绝缘构件15的第二种开口部152的直径优选为270～1000μm，更优选为300～700μm。
如图11中所示的那样，在布线片材的金属箔14上配置单电池。通过该作业，太阳能电池13与金属箔14的对位、及多个单电池的相对的对位同时进行。因此，能够将对位作业简化，提高模块的生产率。
在图11中，在进行与邻接的单电池的互连的部分中，未在金属箔14上配置单电池。即，按照具有金属箔14从单电池配置区域伸出的突出部149的方式配置太阳能电池13。
通过将连接构件12连接于太阳能电池13的受光面金属电极1及金属箔14的突出部149上，如图12A及图12B中所示的那样，形成多个单电池串联连接而成的太阳能电池串。在图12A中，在x方向上连接有3个单电池的太阳能电池串在y方向上排列有3个，邻接的太阳能电池串间通过引线22而连接。在端部的单电池上连接有用于将电流取出到外部的引线21。
如图12B中所示的那样，连接构件12与受光面的汇流条电极112连接。如上述那样，连接构件12与汇流条电极112(受光面金属电极)能够使用软钎料、导电性粘接剂、导电性膜等而电连接。连接构件12与汇流条电极112的电连接中也可以使用软钎料、导电性粘接剂、导电性膜等。为了使连接作业变得容易，优选通过与受光面金属电极与连接构件的连接相同的方法来实施金属箔与连接构件的连接。例如，在将受光面金属电极1与连接构件12进行软钎焊的情况下，优选金属箔4与连接构件12的连接也通过软钎焊来进行。在图12B中，在金属箔4上的与连接构件的连接部分(互连部位)中形成有软钎料熔融粘合部125。
在金属箔4上通过软钎焊等将连接构件12连接而进行互连的情况下，有时通过加热而产生绝缘构件的熔融或变形。特别是在使用PET等树脂膜作为绝缘构件的情况下，由于互连时的加热温度高于绝缘构件的耐热温度，所以容易产生绝缘构件的熔融或变形。为了防止起因于互连时的热的不良情况，绝缘构件15优选在包含与互连部位对应的位置的区域、即与金属箔4与连接构件12重叠的部位对应的位置及其周边设置有第三种开口部153。
若在互连部位及其周边设置有第三种开口部153，则能够防止起因于互连时的绝缘构件的温度上升的绝缘构件的熔融或变形。在绝缘构件15中设置有第三种开口部的情况下，能够通过介由第三种开口部从背面侧进行加热而实施软钎焊等。此外，若设置有开口部153，则即使是在通过从受光面侧加热而互连时产生连接不良部位的情况下，连接不良部位的再软钎料作业也容易。
绝缘构件的第三种开口部的大小没有特别限定，但与互连部位相比，优选开口大。第三种开口部153优选按照横跨配置有金属箔4的区域和未配置金属箔的区域的方式设置。在图10～12中，图示了圆形状的第三种开口部，但第三种开口部的形状不限定于圆形。例如，也可以按照沿着设置有金属箔的区域(金属箔的突出部)的端部，沿与互连方向正交的方向(y方向)延伸的方式设置第三种开口部。
在布线片材上连接多个单电池而形成太阳能电池串后，通过以在太阳能电池串的受光面侧及背面侧各自上配置密封材料及保护材料而层叠的状态进行加热压接，密封材料也流动至单电池间或模块的端部，进行密封。若在绝缘构件15及金属箔14中设置有开口，则如图12中所示的那样，密封材料介由开口也流入太阳能电池13的背面。因此，单电池与密封材料密合，水分等的侵入得到抑制。因此，可得到可靠性高的太阳能电池模块。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行具体说明，但本发明并不限定于以下的实施例。
[异质结太阳能电池的制作]
将入射面的面取向为(100)、且厚度为200μm的6英寸n型单晶硅基板在丙酮中洗涤后，在2重量％的HF水溶液中浸渍5分钟而将表面的氧化硅层除去，利用超纯水进行2次冲洗。将该基板在保持在75℃的5/15重量％的KOH/异丙醇水溶液中浸渍15分钟。之后，在2重量％的HF水溶液中浸渍5分钟，利用超纯水进行2次冲洗，在常温下使其干燥。通过原子力显微镜(AFM)进行单晶硅基板的表面观察，结果在两面形成有四角锥状的纹理结构，其算术平均粗糙度为2100nm。
将纹理形成后的单晶硅基板导入CVD装置中，在受光面上制膜4nm的i型非晶质硅层作为受光面真性硅层，在其上制膜5nm的p型非晶质硅层作为受光面导电型硅层。关于受光面真性硅层的制膜条件，基板温度为180℃、压力为130Pa、SiH4/H2流量比为2/10、输入功率密度为0.03W/cm2。关于p型非晶质硅层的制膜条件，基板温度为190℃、压力为130Pa、SiH4/H2/B2H6流量比为1/10/3、输入功率密度为0.04W/cm2。作为上述的B2H6气体，使用通过H2将B2H6浓度稀释至5000ppm的气体。
接着，将基板在不进行大气暴露的情况下移送至溅射室，在p型非晶质硅层上制膜120nm的ITO层作为受光面透明电极层。溅射靶使用向In2O3中添加了10％的SnO2的溅射靶。
将在受光面上制膜ITO层后的基板翻过来，导入CVD装置中，在硅基板的背面上制膜5nm的i型非晶质硅层作为背面真性硅层。在其上制膜10nm的n型非晶质硅层作为背面导电型硅层。关于n型非晶质硅层的制膜条件，基板温度为180℃、压力为60Pa、SiH4/PH3流量比为1/2、输入功率密度为0.02W/cm2。另外，作为上述的PH3气体，使用通过H2将PH3浓度稀释至5000ppm的气体。
接着，将基板在不进行大气暴露的情况下移送至溅射室，在n型非晶质硅层上制膜100nm的ITO层作为背面透明电极层。
在以下的实施例及比较例中，使用通过上述得到的太阳能电池半成品制作太阳能电池，介由互连器将多个太阳能电池连接，进行模块化。
[实施例1]
(金属电极的形成)
在受光面的ITO层上，将银糊剂进行丝网印刷，如图3B中所示的那样，形成由指状电极及汇流条电极形成的栅状的受光面金属电极。按照在背面的ITO层上不设置金属电极、背面透明电极层成为最表面的方式构成太阳能电池。
(互连)
将金属箔(厚度为36μm的铜箔)切取成矩形，使其与太阳能电池的背面的ITO层接触。金属箔按照在进行与邻接的单电池的互连的边中存在露出到比单电池的端部更靠外侧的突出部、并且在其他3边中金属箔的端部位于比太阳能电池的端部更靠0.5mm内侧的方式配置。
在邻接的单电池间的互连中，使用了将宽度为1.5mm、厚度为200μm的带状的铜箔用软钎料覆盖的连接构件。通过在使以等间隔配置的3根连接构件与金属箔的突出部抵接的状态下压入加热至360℃的钎焊烙铁，所述金属箔与受光面的汇流条电极及邻接的单电池的背面相接地配置，从而进行邻接的单电池间的电连接，形成9片太阳能电池串联连接而成的太阳能电池串。将6根太阳能电池串(计54片太阳能电池)串联连接而制作串集合体。
(密封)
准备作为受光面保护材料的厚度为4mm的白板玻璃、作为受光面密封材料及背面密封材料的厚度为400μm的EVA片材、作为背板的PET膜，在2片EVA片材之间夹持串集合体，在150℃下实施20分钟层压，得到太阳能电池模块。
[实施例2]
(金属电极的形成)
在受光面的ITO层上与实施例1同样地形成栅状的金属电极。进而，在背面的ITO层上通过丝网印刷形成直径为30～70μm的点状的金属电极(缓冲电极)。点状金属电极以1mm间隔配置成三角格子状。
(互连及密封)
与实施例1同样地在太阳能电池的背面上配置金属箔而进行互连，制作串集合体，进行密封。确认密封后的模块的截面，结果在缓冲电极的配置周期中在金属箔上确认到变形。在缓冲电极的周围200μm～300μm以内的区域中，金属箔未与背面透明电极层接触，在远离其的区域中，确认到金属箔与背面透明电极层的物理性接触。
[实施例3]
使用在PET膜上并列地贴合有54片(9×6)的金属箔的布线片材。在布线片材的PET膜及金属箔上，在PET膜与金属箔重叠的区域中，以25mm间隔的正方格子状设置有开口。设置在PET膜及金属箔上的开口的直径均为300μm。在该布线片材上，与实施例2同样地配置在背面上设置了点状缓冲电极的单电池，通过在受光面的汇流条电极及金属箔的突出部上软钎焊连接构件，实施互连。
[实施例4]
使用了金属箔的开口的直径为800μm的布线片材。除此以外与实施例3同样地操作而制作太阳能电池模块。
[实施例5]
在实施例5中，对于布线材料的PET膜来说，除了在配置有金属箔的区域中具有开口部，在连接构件与金属箔的连接部位(互连部位)、及未设置金属箔的单电池间的间隙的区域中也具有开口部。互连部位的开口部按照包围互连部位的方式设置，开口到达比配置有金属箔的区域的端部更外侧。在配置在该开口部上的金属箔上，软钎焊连接构件而实施互连(参照图13)。除此以外，与实施例4同样地操作而制作太阳能电池模块。
[实施例6]
使用以大于实施例1的尺寸切取的金属箔。金属箔在除进行与邻接的单电池的互连的边以外的3边中，比单电池的端部更靠外侧伸出约0.5mm地配置。除此以外与实施例1同样地操作而制作太阳能电池模块。
[比较例1]
在受光面的ITO层上与实施例1同样地形成栅状的金属电极。进而，在背面的ITO层上也形成栅状的金属电极。背面侧的汇流条电极的根数与受光面侧相同(3根)，指状电极的根数设定为受光面侧的3倍。按照与太阳能电池的背面相接的方式配置金属箔，将背面栅电极的汇流条电极与金属箔使用导电性粘接剂进行粘接，将两者固定。除此以外，与实施例1同样地操作而制作太阳能电池模块。
[比较例2]
与比较例1同样地在受光面及背面的两面上形成栅状的金属电极。代替比较例1的导电性粘接剂，使用环氧系的绝缘性粘接剂将背面的汇流条电极与金属箔粘接。在除突出部以外的金属箔的整面上涂布环氧系粘接剂，通过在150～160℃左右的加热状态下压接到太阳能电池的背面上，从而将金属电极与金属箔粘接。在该例中，由于相对于背面透明电极层成为凸结构的金属电极(汇流条电极及指状电极)通过压接戳破环氧树脂层，在金属电极与金属箔接触的状态下周围的环氧树脂发生固化，所以在金属电极与金属箔接触状态下两者被粘接。
[比较例3]
与比较例1同样地在受光面及背面的两面上形成栅状的金属电极。不使用金属箔，将受光面的汇流条与邻接的单电池的背面的汇流条钎焊连接到连接构件上，进行邻接的单电池间的电连接。除此以外，与比较例1同样地操作而制作太阳能电池模块。
[比较例4]
除了将背面透明电极层与金属箔通过导电性粘接剂粘接以外，与实施例1同样地操作而制作太阳能电池模块。
[比较例5]
与实施例2同样地在背面透明电极层上形成点状缓冲电极，将背面透明电极层及缓冲电极与金属箔通过导电性粘接剂粘接，除此以外，与实施例2同样地操作而制作太阳能电池模块。
[评价]
测定实施例及比较例的太阳能电池模块的初期输出功率特性后，依据JIS C8917实施温度循环试验。温度循环是在试验槽中导入太阳能电池模块后、将在85℃下保持10分钟、以80℃/分钟降温至-40℃、在-40℃下保持10分钟、及以80℃/分钟升温至85℃作为1个循环而实施200个循环。测定温度循环试验后的太阳能电池模块的输出功率，求出太阳能电池模块的温度循环试验后的输出功率相对于初期输出功率的比率(保持率)。将太阳能电池模块的构成、初期发电特性及温度循环试验后的保持率示于表1中。
[表1]
与不使用金属构件而将表背的金属电极通过连接构件连接的比较例3对比，实施例1～5显示高的初期输出功率及循环试验后保持率。认为在实施例1～5中，初期输出功率提高起因于通过金属箔与背面透明电极之间的空隙的存在而反射率提高，电流增大。此外，认为由于单电池的背面电极与金属箔以非粘接状态接触，所以即使是产生了因温度变化而引起的尺寸变化的情况下，也不会在单电池与金属箔的界面中产生应力，起因于应力应变等的特性降低得到抑制，从而循环试验后保持率提高。
另一方面，在使用粘接剂将金属箔与背面栅电极粘接的比较例1及比较例2中，与比较例3相比成为初期输出功率及温度循环试验后保持率低的结果。认为在比较例1中，由于因导电性粘接剂引起的光吸收，初期输出功率降低。在比较例2中，串联电阻增大，曲线因子降低。认为这起因于由于夹着绝缘性粘接剂，所以背面栅电极与金属箔的接触面积减少。
虽然表1中没有示出数据，但在比较例1及比较例2中，在循环试验后确认到串联电阻的上升。认为这是由于，通过利用粘接剂将热膨胀系数不同的金属箔与太阳能电池粘接，界面中的应力没有被缓和，产生局部的剥离。
在实施例中，实施例3～5显示高的循环试验后保持率。认为这是由于，通过介由设置在金属箔及绝缘构件中的开口，密封材料粘接到单电池的背面透明电极层上，由温度循环试验中的热膨胀引起的金属箔的位移得到抑制。
特别是实施例4及实施例5显示高的保持率。认为这与金属箔的开口的直径大于绝缘构件的开口的直径有关。在金属箔的开口大于绝缘层的开口的情况下，在金属箔的开口下存在具有绝缘构件的区域(在绝缘构件中未设置开口的区域)。因此，作为一个原因，可列举出：在绝缘构件与背面金属电极层之间能够夹着密封材料，夹持在绝缘构件与背面透明电极层之间的金属箔通过密封材料被固定，位移得到抑制。即认为：在实施例4及5中，通过密封材料的夹杂将单电池与金属箔的相对位置固定的同时单电池与金属箔以非粘接状态接触，所以循环试验后保持率提高。
在使用了大于单电池的尺寸的金属箔的实施例6中，与实施例1相比初期输出功率略微降低。这起因于：由于在模块内反射的光中的由背板反射而到达至单电池的端部的光被金属箔遮挡而无法入射到单电池中，所以电流值降低。认为：在实施例1～5中，由于除用于互连的突出部以外，按照金属箔的端部位于单电池的内侧的方式配置，所以光的回收有效地进行，电流值相对变高，输出功率提高。
符号的说明
1 受光面金属电极
2 受光面透明电极层
3 受光面导电型硅层
4 受光面真性硅层
5 单晶硅基板
6 背面真性硅层
7 背面导电型硅层
8 背面透明电极层
9 缓冲电极
10 受光面保护材料
11 受光面密封材料
12 连接构件
13 太阳能电池
14 金属箔
141 开口
15 绝缘构件
151、152、153 开口部
16 背面密封材料
17 背板

Claims (15)

1.一种太阳能电池模块，其具备：
具备单晶硅基板和依次设置在所述单晶硅基板的背面侧的导电型硅层及背面透明电极层的太阳能电池；
将所述太阳能电池密封的密封材料；以及
配置在所述太阳能电池的背面透明电极层与所述密封材料之间的可挠性的金属箔，
其中，所述金属箔与所述背面透明电极层以非粘接状态接触，
通过所述太阳能电池被所述密封材料密封，从而保持所述金属箔与所述背面透明电极层的接触状态。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，所述金属箔至少与所述背面透明电极层接触的部分由选自由Sn、Ag、Ni、In及Cu组成的组中的至少一种构成。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其中，所述金属箔的厚度为4～190μm。
4.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其中，在所述太阳能电池的所述背面透明电极层上分开地存在有多个点状缓冲电极，
所述金属箔与所述背面透明电极层及所述缓冲电极以非粘接状态接触而电连接。
5.根据权利要求4所述的太阳能电池模块，其中，在所述太阳能电池的背面侧的表面中，所述缓冲电极存在的区域的面积低于所述背面透明电极层露出的区域的面积的1％。
6.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其中，
在所述金属箔中设置有多个开口，
所述密封材料介由所述开口与所述太阳能电池相接。
7.根据权利要求6所述的太阳能电池模块，其中，设置在所述金属箔中的开口的直径为100μm～2000μm，最接近的开口彼此的间隔为5mm～100mm。
8.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其中，所述金属箔被固定在绝缘构件上，在金属箔的与绝缘构件的固定面的相反侧的面上，所述太阳能电池的所述背面透明电极层以非粘接状态接触。
9.根据权利要求8所述的太阳能电池模块，其中，
在所述金属箔中设置有多个开口，
所述绝缘构件在与所述金属箔的开口对应的位置上具有第一种开口部，
所述密封材料介由设置在绝缘构件中的第一种开口部及设置在所述金属箔中的开口，与所述太阳能电池的背面相接。
10.根据权利要求9所述的太阳能电池模块，其中，所述第一种开口部的直径小于设置在所述金属箔中的开口的直径。
11.根据权利要求9或10所述的太阳能电池模块，其中，
所述绝缘构件在未配置有所述金属箔的区域中具有第二种开口部，
所述密封材料介由设置在绝缘构件中的第二种开口部，与所述太阳能电池的侧面相接。
12.根据权利要求9或10所述的太阳能电池模块，其中，所述太阳能电池在受光面具备图案状的金属电极，
邻接的2个太阳能电池通过一个太阳能电池的与背面透明电极相接的金属箔和另一个太阳能电池的受光面的金属电极与连接构件连接而被电连接。
13.根据权利要求12所述的太阳能电池模块，其中，
所述一个太阳能电池的与背面透明电极相接的金属箔按照在比所述太阳能电池的周缘更靠外侧处具有突出部的方式配置，
在所述金属箔的突出部上连接有所述连接构件。
14.根据权利要求13所述的太阳能电池模块，其中，
俯视太阳能电池为矩形状或矩形的角被倒角的形状，
在所述一个太阳能电池的与所述另一个太阳能电池邻接的边上，设置有所述金属箔的突出部，
关于所述金属箔，在所述一个太阳能电池的其他3边中，所述金属箔配置在比太阳能电池的周缘更靠内侧处。
15.根据权利要求13或14所述的太阳能电池模块，其中，
所述金属箔被固定在绝缘构件上，在金属箔的与绝缘构件的固定面的相反侧的面上，所述太阳能电池的所述背面透明电极层以非粘接状态接触，
所述绝缘构件在包含与所述金属箔的突出部和所述连接构件的连接部分对应的位置的区域中具有第三种开口部。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4301322A (en) * 1980-04-03 1981-11-17 Exxon Research & Engineering Co. Solar cell with corrugated bus
JPS604270A (ja) * 1983-06-22 1985-01-10 Hitachi Ltd 太陽電池の製造方法
US5281283A (en) * 1987-03-26 1994-01-25 Canon Kabushiki Kaisha Group III-V compound crystal article using selective epitaxial growth
EP0440869A1 (de) * 1990-02-09 1991-08-14 Bio-Photonics, Inc. Photovoltaisches Bauelement zur Umwandlung des Sonnenlichts in elektrischen Strom und photoelektrische Batterie
JP3349308B2 (ja) * 1995-10-26 2002-11-25 三洋電機株式会社 光起電力素子
JP2004127987A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sharp Corp 太陽電池セルおよびその製造方法
CN102593237A (zh) * 2006-02-23 2012-07-18 纳米太阳能公司 从金属间微米薄片颗粒的半导体前体层的高生产量印刷
KR100976454B1 (ko) * 2008-03-04 2010-08-17 삼성에스디아이 주식회사 태양 전지 및 이의 제조 방법
KR20110008284A (ko) * 2008-04-29 2011-01-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 모놀리식 모듈 어셈블리 기술들을 이용하여 제조된 광전지 모듈들
WO2010107033A1 (ja) * 2009-03-18 2010-09-23 三菱電機株式会社 光電変換装置およびその製造方法
CN102465393A (zh) * 2010-11-08 2012-05-23 慧濠光电科技股份有限公司 一种软性基板的制作方法以及太阳能电池及其制作方法
JP2013157414A (ja) * 2012-01-30 2013-08-15 Fuji Electric Co Ltd 太陽電池およびその製造方法
JP5871786B2 (ja) * 2012-12-03 2016-03-01 三菱電機株式会社 太陽電池モジュール
WO2014155418A1 (ja) * 2013-03-28 2014-10-02 三洋電機株式会社 太陽電池モジュールおよび太陽電池モジュールの製造方法

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