CN109478470A - 太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN109478470A
CN109478470A CN201780045643.XA CN201780045643A CN109478470A CN 109478470 A CN109478470 A CN 109478470A CN 201780045643 A CN201780045643 A CN 201780045643A CN 109478470 A CN109478470 A CN 109478470A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substrate
solar cell
extraction electrode
cell module
packing component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780045643.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109478470B (zh
Inventor
松尾孝敏
林祐纪
山合碧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Zeon Co Ltd filed Critical Nippon Zeon Co Ltd
Publication of CN109478470A publication Critical patent/CN109478470A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109478470B publication Critical patent/CN109478470B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2004Light-sensitive devices characterised by the electrolyte, e.g. comprising an organic electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2022Light-sensitive devices characterized by he counter electrode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2068Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H01G9/2077Sealing arrangements, e.g. to prevent the leakage of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02Details
    • H01L31/02002Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules
    • H01L31/02013Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells or solar cell modules comprising output lead wires elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/04Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
    • H01L31/042PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/048Encapsulation of modules
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/81Electrodes
    • H10K30/82Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes
    • H10K30/821Transparent electrodes, e.g. indium tin oxide [ITO] electrodes comprising carbon nanotubes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K39/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic radiation-sensitive element covered by group H10K30/00
    • H10K39/10Organic photovoltaic [PV] modules; Arrays of single organic PV cells
    • H10K39/12Electrical configurations of PV cells, e.g. series connections or parallel connections
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/84Passivation; Containers; Encapsulations
    • H10K50/844Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2027Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode
    • H01G9/2031Light-sensitive devices comprising an oxide semiconductor electrode comprising titanium oxide, e.g. TiO2
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2068Panels or arrays of photoelectrochemical cells, e.g. photovoltaic modules based on photoelectrochemical cells
    • H01G9/2081Serial interconnection of cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • H01G9/2095Light-sensitive devices comprising a flexible sustrate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H10K30/80Constructional details
    • H10K30/88Passivation; Containers; Encapsulations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/542Dye sensitized solar cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

一种太阳能电池模块(100),具有:一个或多个电池单元,其具有由阻隔封装构件(13A、13B)包夹的第一基板(3)、第二基板(7)以及功能层;第一引出电极(11A)和第二引出电极(11B),其与分别配置在基板(3)、(7)侧的各电极(2、6)分别经由电连接部(12A、12B)连接;电连接部(12A、12B)和功能层在基板方向隔离配置,引出电极(11A、11B)配置于阻隔封装构件(13A、13B)的外表面上,阻隔封装构件(13A、13B)与引出电极(11A、11B)之间的间隙被引出电极密封部(15)密封。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及太阳能电池模块。
背景技术
近年来,作为将光能转换成电能的光电转换元件,太阳能电池备受瞩目。其中,使用树脂膜作为基材的太阳能电池具有轻质且有可挠性的优点。使用这些膜作为基材的太阳能电池有染料敏化型太阳能电池、有机薄膜太阳能电池以及钙钛矿太阳能电池等。这些太阳能电池通常包含具有由两个电极夹持有助于电子、空穴移动的功能层的结构的电池单元。更具体地,在为染料敏化型太阳能电池的情况下,具有电解质层作为功能层。此外,在为有机薄膜太阳能电池、钙钛矿太阳能电池的情况下,具有给体层及受体层作为功能层。
而且,太阳能电池通常作为包含一个或多个电池单元的、具有分别与两个电极连接的引出电极的太阳能电池模块而使用,或者以将多个太阳能电池模块串联或并联连接而成的太阳能电池阵列的方式使用。
然而,在作为太阳能电池模块中的一种的染料敏化型太阳能电池模块中,提出了在保持高密闭性的同时在模块内部与外部之间形成电连接的方案。例如,提出了在具有光电极的光电极基板和具有对置电极的对置电极基板中的至少一者具有孔,能够将太阳能电池模块与模块外部电连接的太阳能电池模块的方案(例如,参照专利文献1)。在专利文献1中,公开了将电导体插入在光电极基板和对置电极基板中的至少一者形成的孔内,并且将该孔用导电性材料或者非导电性材料密封。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-541641号公报。
发明内容
发明要解决的问题
在此,如专利文献1那样结构的太阳能电池模块,通过在作为第一基板的光电极基板和作为第二基板的对置电极基板中的至少一者形成的孔内填充的导电性材料或者非导电性材料而被密封。但是,如此结构的太阳能电池模块的密闭性不充分。而且,由于在光电极基板及对置电极基板中的至少一者形成的孔内填充的导电性材料或非导电性材料的劣化等,水分有可能侵入太阳能电池模块的内部。进而,在专利文献1所公开的结构中,形成于光电极基板及对置电极基板中的至少一者的孔与包含光电极、电解质层、及对置电极等承担发电功能的构成部的电池单元内连通。因此,在水分通过孔侵入太阳能电池模块内部的情况下,水分有可能容易到达电池单元内。如果将如此的密封性并不充分的太阳能电池模块在实际的设置环境下使用,则太阳能电池模块的光电转换效率会逐步劣化,无法保持充分的光电转换效率,即,无法发挥充分的光电转换效率保持率(以下,也仅称为“保持率”)。
因此,本发明的目的在于提供一种光电转换效率的保持率优异的太阳能电池模块。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题,本发明人进行了深入研究,结果发现设置用于保护电池隔离外部环境的阻隔封装构件可有效地提高保持率。进而本发明人还发现,通过在具有该阻隔封装构件的太阳能电池模块中采用将分别与光电极或对置电极连接的引出电极配置于阻隔封装构件的外表面的特定结构,从而可提高保持率。
因此,本发明的目的是有利地解决上述问题,本发明的太阳能电池模块的特征在于,具有:一个或多个光电转换电池单元,其是第一基板侧的第一电极和第二基板侧的第二电极隔着功能层对置而成的;至少一个阻隔封装构件,其被阻隔封装构件密封部密封,包夹上述一个或多个光电转换电池单元;第一引出电极,其经由第一电连接部与上述第一电极连接;以及第二引出电极,其经由第二电连接部与上述第二电极连接;在包含上述第一基板的面方向和上述第二基板的面方向的基板面方向上,上述第一电连接部和上述第二电连接部与上述功能层隔离配置,上述第一引出电极和上述第二引出电极配置于上述阻隔封装构件沿着上述基板面方向的外表面上,上述阻隔封装构件与上述第一引出电极之间的间隙、以及上述阻隔封装构件与上述第二引出电极之间的间隙被引出电极密封部密封。
像这样通过对太阳能电池模块设置包夹电池单元的阻隔封装构件,并且将在基板面方向与电解质层隔离的引出电极设置在阻隔封装构件的外表面上,将引出电极与阻隔封装构件的间隙密封,从而能够提高光电转换效率的保持率,此外,能够用阻隔封装构件包夹电池单元且使引出电极大面积化,能够提高连接的自由度。
在此,本发明的太阳能电池模块优选为上述第一基板和上述第二基板具有树脂膜。在此,树脂膜与玻璃等基材比较,基材本身的阻隔性差。但是,如果使用树脂膜来形成本发明这样结构的太阳能电池模块的各基板,则作为太阳能电池模块整体,能够平衡较好地提高阻隔性和可挠性,并且使太阳能电池模块轻质化。
进而本发明的太阳能电池模块优选为上述第一电连接部和上述第二电连接部的至少一部分包含焊锡。如果使用焊锡来形成各电极与引出电极之间的电连接部的至少一部分,则能够进一步提高太阳能电池模块的光电转换效率。
进而本发明的太阳能电池模块优选为上述第一引出电极和上述第二引出电极的导体为金属箔。如果引出电极的导体为金属箔,则导体中的阻隔性高,因此能够抑制该部分的透湿性,因此能够提高保持率。
在此,本发明的太阳能电池模块优选为上述第一引出电极和上述第二引出电极的至少一端从上述引出电极密封部的端部延伸出。如果第一引出电极和第二引出电极的至少一端部与引出电极密封部为非接触而没有被固定,则能够提高太阳能电池模块与外部电路的连接形式的自由度。
在此,本发明的太阳能电池模块优选为在上述第一基板是光入射侧的基板的情况下,上述第二基板和/或上述第二基板侧的上述阻隔封装构件的至少一部分为有色的。如果与光入射侧相反侧的基板、阻隔封装构件的至少一部分为有色的,则从光入射面观看模块时,能够防止引出电极被透视。此外,通过实际安装有色阻隔封装构件,从而能够提高设计性和/或提高太阳能电池特性。
在此,本发明的太阳能电池模块优选为上述至少一个阻隔封装构件是分别配置于上述第一基板和上述第二基板侧的两个阻隔封装构件,该两个阻隔封装构件在上述阻隔封装构件密封部处隔着围绕上述多个电池单元的框状体被密封而成。如果上下两片阻隔封装构件经由框状体密封,则与在外周密封部阻隔封装构件彼此经由密封部粘接的情况相比较,由于端部不会弯曲,因此可实现不容易脱离的效果。此外,通过使框状体与模块的厚度相吻合,从而模块中的阻隔封装构件密封部区域与其以外的区域不会产生高低差,因此即使在将模块与其他的构件组合的之后的工序中也可提高操作性。
在此,本发明的太阳能电池模块优选为在将从上述引出电极密封部的轮廓到上述第一电连接部或者上述第二电连接部为止的、在上述阻隔封装构件上的最短距离设为a,将上述阻隔封装构件密封部的上述基板面方向的最小宽度设为b的情况下,a为b以上。
外周部的阻隔封装构件密封部与基板面在厚度方向不重叠,但引出电极密封部与基板面在厚度方向重叠,因此引出电极密封部相比阻隔封装构件密封部在密封时更难以加压。因此,引出电极密封部与阻隔封装构件密封部相比具有密封截面积更容易变大且可靠性差的倾向。因此,如果将引出电极密封部的尺寸与阻隔封装构件密封部的尺寸如满足上述条件那样预先设计各种构件的尺寸、配置等,则能够进一步提高太阳能电池模块的密闭性,由此由此能够进一步提高保持率。
进而,本发明的太阳能电池模块优选为在上述第一基板和/或上述第二基板与上述阻隔封装构件的间隙的至少一部分具有粘接层。如果该粘接层介于阻隔封装构件与各基板之间,则能够进一步提高太阳能电池模块的密封性而进一步提高保持率。进而通过选定考虑了与基材的折射率的关系的材料,从而能够抑制反射而提高向内部的光穿透。
进而,本发明的太阳能电池模块优选为上述引出电极密封部含有延迟固化型树脂。通过使用延迟固化型树脂,从而在形成引出电极密封部时,即使不使用需要从其阻隔封装构件侧和引出电极侧中的任一者入射光的光固化性树脂、对元件造成热影响的热固化型树脂,也能够充分使密封部固化。
进而,在本发明的太阳能电池模块中,上述功能层可以为电解质层,上述太阳能模块可以为染料敏化型太阳能电池模块。
发明效果
根据本发明,能够提供一种光电转换效率的保持率高的太阳能电池模块。
附图说明
图1(a)是表示本发明的一个实施方式的太阳能电池模块的概要结构的剖视图。此外,图1(b)是包含太阳能电池模块的引出电极的区域的放大图。
图2是表示图1所示的太阳能电池模块的概要结构的仰视图。
图3是表示本发明的另外的实施方式的太阳能电池模块的概要结构的剖视图。
图4是表示本发明又一个另外的实施方式的太阳能电池模块的概要结构的剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式基于附图详细地进行说明。在此,本发明的太阳能电池模块没有特别地限定,可为例如染料敏化型太阳能电池、有机薄膜太阳能电池以及钙钛矿太阳能电池等太阳能电池模块。而且,本发明的太阳能电池模块可为将多个光电转换电池单元(以下仅仅称为“电池单元”)串联连接而成的太阳能电池模块、例如具有Z型集成结构的太阳能电池模块。另外,作为太阳能电池模块的集成结构,除了Z型模块以外,还可例示W型模块、单片型(monolithic)模块等串联连接结构、或者并联连接结构等,但并不限定于这些。
而且,作为本发明的一个示例的具有Z型集成结构的染料敏化型太阳能电池模块没有特别限定,可举出例如在图1(a)及图3~4中分别示出剖视图的那样的太阳能电池模块100~102。另外,太阳能电池模块100~102是染料敏化型太阳能电池模块。以下,对太阳能电池模块100~102分别进行说明。
(太阳能电池模块)
在此,在图1(a)中示出剖视图的本发明一个实施方式的太阳能电池模块100具有两片阻隔封装构件13A和13B,上述阻隔封装构件13A和13B对作为光电极基板的第一基板3和作为对置电极基板的第二基板7隔着作为功能层的电解质层4对置而成的多个电池单元的至少一部分进行覆盖,并且包夹这些多个电池单元。更具体而言,阻隔封装构件13A和13B覆盖多个电池单元整体,被阻隔封装构件密封部18密封地包夹多个电池单元。
而且,太阳能电池模块100具有第一引出电极11A和第二引出电极11B,上述第一引出电极11A与构成作为第一电极的光电极2的光电极用导电层21经由第一电连接部12A和后述的任意的集电线93A而连接,上述第二引出电极11B与构成作为第二电极的对置电极6的对置电极用导电层61经由第二电连接部12B和后述的任意的集电线93B而连接。而且,第一引出电极11A和第二引出电极11B配置于阻隔封装构件13B的外表面上,阻隔封装构件13B与第一引出电极11A和第二引出电极11B之间的间隙被引出电极密封部15进行密封。在此,第一引出电极11A和第二引出电极11B配置在阻隔封装构件13B沿着基板面方向在外表面上。
更详细而言,首先,太阳能电池模块100是将通过隔板8而划分的多个(图示例如6个)电池单元串联连接而成的染料敏化型太阳能电池模块,具有所谓Z型的集成结构。在此,太阳能电池模块100具有如下结构:第一基板3和第二基板7在隔板8介于第一基板3和第二基板7之间的状态下,以形成各电池单元的光电极2和对置电极6隔着电解质层4相互对置(即,如形成电池单元那样)的方式且以在相邻的电池单元之间一方的电池单元的光电极2和另一方的电池单元的对置电极6经由电池单元连接部9电连接的方式进行粘合的结构,其中,上述第一基板3具有第一基材1和在第一基材1上相互隔离设置的多个(在图示例中为6个)光电极2,上述第二基板7具有第二基材5和在第二基材5上相互隔离设置的多个(在图示例中为6个)对置电极6。而且,太阳能电池模块100的各电池单元具有光电极2、与光电极2对置的对置电极6以及设置于光电极2与对置电极6之间的电解质层4。
而且在此,第一电连接部12A和第二电连接部12B与多个电池单元的各电解质层4在包括第一基板3的面方向和第二基板7的面方向的基板面方向隔离地配置。换句话说,第一电连接部12A和第二电连接部12B均没有配置于(图示例为6个的)电解质层4的上下方向(太阳能电池模块100的厚度方向)。进一步说,第一电连接部12A和第二电连接部12B均没有在基板面方向与电解质层4直接相邻配置。另外,第一电连接部12A和电解质层4优选为至少隔开相当于隔板8的厚度的距离。关于第二电连接部12B和电解质层4的位置关系也相同。
<第一基板>
在此,图1(a)所示的太阳能电池模块100的第一基板3具有第一基材1、和在第一基材1上相互隔离设置的多个光电极2。此外,光电极2具有设置于第一基材1上的光电极用导电层21和多孔质半导体微粒层22。进而,如图1(a)所示,能够任意地在光电极用导电层21上设置底涂层23。在后述的电解质层4由液体构成的情况下,电解液经过多孔质半导体微粒层22到达光电极用导电层21,可产生电子从光电极用导电层21向电解质层4漏出的被称为逆电子转移的内部短路现象。因此,与光的照射没有关系的逆电流产生,光电转换效率有可能下降。在此,在光电极用导电层21上设置底涂层23,能够防止这样的内部短路现象。进而,通过在光电极用导电层21上设置底涂层23,从而能够提高多孔质半导体微粒层22和光电极用导电层21之间的密合性。
另外,光电极用导电层21隔开间隙而设置。并且,相互相邻的光电极2彼此以相互电绝缘的方式被设置。该绝缘没有特别的限定,例如能够通过在相互相邻的光电极用导电层21之间的间隙存在的隔板8来实现。
而且,作为第一基材1没有特别地限定,能够从公知的光透射性的基材适当地选择使用。例如作为第一基材1,可举出在透明树脂、玻璃等的可视区域具有透明性的已知的透明基材。其中,作为第一基材1,优选为使用成型为膜状的树脂即树脂膜。这是因为通过采用树脂膜作为第一基材1,从而能够对太阳能电池模块赋予可挠性,能够进一步提高太阳能电池模块的保持率。
作为可形成透明基材的透明树脂,可举出例如:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、间规聚苯乙烯(SPS)、聚苯硫醚(PPS)、聚碳酸酯(PC)、聚芳香酯(PAr)、聚砜(PSF)、聚酯砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)、透明聚酰亚胺(PI)、环烯烃聚合物(COP)等合成树脂。
进而,光电极用导电层21没有特别地限定,可由如下导电层形成而得到,即:由Au、Ag、Cu等构成的金属网孔组成的导电层;涂敷Ag纳米粒子等金属纳米粒子、微小的Ag线等而形成的导电层;由铟-锡氧化物(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)、氟掺杂锡(FTO)等复合金属氧化物组成的导电层;含有碳纳米管、石墨烯等而成的碳系导电层;由PEDOT/PSS(poly(3,4-ethylene dioxythiophene)polystyrene sulfonate)等导电性高分子组成的导电层。这些导电层可以多种层压在树脂、玻璃等基材上,或者也可以将可用于形成这些导电层的上述那样的各种导电性材料混合形成一个导电层。
另外,在本说明书中,“导电”或者“导电性”是指至少在连接方向能够电连接的意思。从提高太阳能电池特性的观点来看,“导电”或者“导电性”的构件的电阻越低越好,特别地在实际安装于太阳能电池模块的情况下的电连接方向的电阻只要不会对太阳能电池模块的特性的下降造成极大地影响即可。具体而言,“导电”或者“导电性”构件的单位面积电阻优选为0.5Ω·cm2以下。另外,单位面积电阻能够根据使用电阻率计对电连接方向的两端进行测定所得到的值以及与连接方向垂直的方向的构件的剖面积来求得。
此外,作为在第一基材1上形成光电极用导电层21的方法,能够使用组合溅射和蚀刻的方法、丝网印刷等已知的形成方法。
进而,作为担载(吸附)敏化染料的多孔质半导体微粒层22,没有特别地限定,能够使用使包含氧化钛、氧化锌、氧化锡等氧化物半导体的颗粒的多孔质半导体微粒层吸附有机染料、金属络合物染料等敏化染料的多孔质半导体微粒层。作为有机染料,可举出:花青染料、部花青染料、氧杂菁染料、氧杂蒽染料、方酸菁染料、聚甲炔染料、香豆素染料、核黄素染料、苝染料等。此外,作为金属络合物染料,可举出:铁、铜、钌等金属的酞菁络合物、卟啉络合物等。可举出例如N3、N719、N749、D102、D131、D150、N205、HRS-1和-2等为代表的敏化染料。为了除去存在于溶剂中的水分和气体,使敏化染料溶解的有机溶剂优选为预先进行预脱气和蒸馏提纯。作为有机溶剂优选为:甲醇、乙醇、丙醇等醇类、乙腈等腈类、卤代烃、醚类、酰胺类、酯类、碳酸酯类、酮类、烃、芳香族、硝基甲烷等溶剂。
另外,作为在光电极用导电层21上或任意的底涂层23上形成多孔质半导体微粒层22的方法,能够使用丝网印刷、涂敷等已知的形成方法。此外,作为使敏化染料吸附于多孔质半导体微粒层的方法,能够使用向含有敏化染料的溶液中浸渍多孔质半导体微粒层等已知的方法。
而且,任意的底涂层23没有特别地限定,可包含具有半导体的性质的材料,例如可为包含氧化钛、氧化铌、氧化钨等材料的层。此外作为形成底涂层的方法,有如下方法:将上述材料直接溅射于透明导电层的方法;或者将在溶剂中溶解了上述材料的溶液、溶解了作为金属氧化物的前体的金属氢氧化物的溶液、或者在含有水的混合溶剂中溶解了有机金属化合物而得到的含有金属氢氧化物的溶液在光电极用导电层21上进行涂敷、干燥,根据需要进行烧结的方法。
<第二基板>
此外,太阳能电池模块100的第二基板7具有第二基材5和在第二基材5上相互隔离设置的多个对置电极6。此外对置电极6具有设置于第二基材5上的对置电极用导电层61和设置于对置电极用导电层61上的一部分的催化剂层62。而且,催化剂层62与光电极2的多孔质半导体微粒层22对置。
另外,相互相邻的对置电极6彼此以相互电绝缘的方式被设置。该绝缘没有特别地限定,例如能够通过使隔板8介于相互相邻的对置电极6之间的间隙而实现。
而且,作为第二基材5,能够使用与第一基材1相同的基材或如钛、SUS以及铝等的箔、板这样不具有透明性的基材且其他的不会产生基于太阳能电池构件的腐蚀等的基材。其中,基于与第一基材1相同的理由,优选为使用树脂膜作为第二基材5。进而,作为第二基材5,优选为使用在与第一基板3上的模块端部的集电线93A和93B对应的位置,使用激光照射等已知的方法预先形成贯通孔的基材。
进而,优选为第二基材5的至少一部分为有色。虽然在例如使用光固化树脂材料形成隔板部等的情况下,有可能使用着色的基材会阻碍其形成,但在没有这样的形成阻碍的情况下,能够使用预先有色的市售的第二基材。或者能够通过使用通常的染料对无色的第二基材进行着色,从而得到至少一部分为有色的第二基材。此外,通过在模块贴合后进行着色工序,从而能够排除在使用上述的光固化树脂材料形成隔板部等的情况下基于着色的基材带来的影响。
如果对置电极侧的上述构成要素中的任意至少一部分为有色,能够在从光入射面观看模块时防止引出电极被透视,进而可通过采用各种着色方式从而提高太阳能电池模块的设计性。此外,也能够利用光学特性根据颜色而不同的特性,提高光电转换特性。
此外,作为对置电极用导电层61,能够使用与光电极用导电层21同样的导电层。
进而,作为催化剂层62没有特别地限定,能够使用导电性高分子、碳纳米结构体、贵金属颗粒、以及碳纳米结构体和贵金属颗粒的混合物等包含可作为催化剂发挥功能的成分的任意的催化剂层。
在此,作为导电性高分子,能够举出例如:聚(噻吩-2,5-二基)、聚(3-丁基噻吩-2,5-二基)、聚(3-己基噻吩-2,5-二基)、聚(2,3-二氢噻吩并-[3,4-b]-1,4-二噁英)(PEDOT)等聚噻吩;聚乙炔及其衍生物;聚苯胺及其衍生物;聚吡咯及其衍生物;聚(对-二甲苯四氢噻吩鎓氯化物)、聚[(2-甲氧基-5-(2'-乙基-己氧基))-1,4-亚苯基亚乙烯基]、聚[(2-甲氧基-5-(3',7'-二甲基辛氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基)]、聚[2-2',5'-双(2”-乙基己氧基)苯基]-1,4-亚苯基亚乙烯基]聚亚苯基亚乙烯基类等。
作为碳纳米结构体,可举出例如:天然石墨、活性炭、人造石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纳米芽等。
作为贵金属粒子,只要具有催化作用则没有特别限制,能够适当选择使用金属白金、金属钯和金属钌等已知的贵金属粒子。
催化剂层的形成方法没有特别地限定,能够适当选择使用已知的方法。例如能够通过如下方式进行:将在适当的溶剂中溶解或分散导电性高分子、碳纳米结构体、贵金属粒子或碳纳米结构体和贵金属粒子两者而得到的混合溶液涂覆或喷涂在导电膜上,使该混合液的溶剂干燥。在使用碳纳米结构体、贵金属粒子的情况下,也可以在混合液中进一步含有粘合剂,从碳纳米结构体的分散性、与基材的密合性的方面出发,作为粘合剂,优选为使用具有羟基、羧基、磺酰基、磷酸基等官能团、以及这些官能团的钠盐等的高分子。
催化剂层可以含有碳纳米管的平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)满足0.60>3σ/Av>0.20(以下,有时称为式(A))的碳纳米管(以下,有时称为“特定的碳纳米管”)。在此,所谓“特定的碳纳米管”是构成其的规定的碳纳米管的集合的总称,所谓“直径”是指该规定的碳纳米管的外径的意思。
特定的碳纳米管的平均直径(Av)和直径的标准偏差(σ)分别为样本平均值和样本标准偏差。这些可在使用透射型电子显微镜的观察下,作为对随机选择的100根碳纳米管的直径进行测量时的平均值和标准偏差而求得。式(A)中的3σ是将得到的标准偏差(σ)乘以3的值。
通过使用特定的碳纳米管,从而能够得到具有优异的催化活性的对置电极。从提高得到的对置电极的特性的观点来看,优选为0.60>3σ/Av>0.25,更优选为0.60>3σ/Av>0.50。
3σ/Av表示特定的碳纳米管的直径分布,该值越大表示直径分布越广。优选为直径分布为正态分布。该情况的直径分布可通过以下方式而得到:对能够使用透射型电子显微镜而观察到的随机选择的100根碳纳米管的直径进行测量,使用其结果,取直径为横轴、频率为纵轴,将得到的数据作图,通过高斯进行近似。虽然能够将使用不同的制造方法而得到的碳纳米管等进行多种类组合来增大3σ/Av的值,但是在该情况下难以得到正态分布的直径分布。特定的碳纳米管可以仅由单独的碳纳米管形成,或者也可以在单独的碳纳米管中配合不影响其直径分布的量的其他的碳纳米管而成。
特定的碳纳米管能够通过已知的方法例如如下的方法而得到(例如,国际公开第2006/011655号):在表面具有碳纳米管制造用催化剂层(以下,有时称为“CNT制造用催化剂层”)的基材(以下,有时称为“CNT制造用基材”)上,供给原料化合物和载气,在通过化学气相沉积法(CVD法)合成碳纳米管时,使体系内存在微量的氧化剂,由此使CNT制造用催化剂层的催化活性飞跃性地提高的方法(超级生长法)。以下,有时将通过超级生长法而制造的碳纳米管称为SGCNT。
包含以特定的碳纳米管作为构成材料的催化剂层的对置电极能够通过例如制备包含特定的碳纳米管的分散液、将该分散液涂敷在基材上、使得到的涂膜干燥而形成催化剂层来制作。
此外,太阳能电池模块100的隔板8设置于第一基板3和第二基板7之间,将电解质层4和电池单元连接部9的各自进行围绕。换句话说,设置电解质层4的空间和设置电池单元连接部9的空间由第一基板3、第二基板7和隔板8划分而形成。
具体而言,在图1(a)中,隔板8在各电池单元的宽度方向的一侧(在图1(a)中为左侧),设置于第一基板3的光电极2的光电极用导电层21与第二基板7的第二基材5之间,在各电池单元的宽度方向的另一侧(在图1(a)中为右侧),设置于第一基板3的光电极2的光电极用导电层21与第二基板7的对置电极6的对置电极用导电层61(位于相比催化剂62形成的部分更靠宽度方向另一侧的部分)之间。而且在隔板8之间,交替设置有电解质层4与电池单元连接部9。
而且隔板8只要能够将第一基板3和第二基板7粘接而使电解质层4密封,则没有特别地限定。隔板8优选为基板间的粘接性、对电解质的耐性(耐药品性)、高温高湿耐久性(耐湿热性)优异。作为可形成这样的隔板8的隔板材料,可举出:非导电性热塑性树脂、热固化性树脂、活性放射线(光、电子束)固化性树脂,更具体而言,可举出(甲基)丙烯酸系树脂、氟系树脂、有机硅系树脂、烯烃系树脂以及聚酰胺系树脂等。此外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸是指“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”的意思。其中,从操作性的观点来看,优选为光固化性丙烯酸树脂。
另外,从制造容易性的观点来看,当然也能够使用将上述那样的各种树脂成型为片状而得到的膜来构成隔板8。
另外,在本说明书中,“非导电性”是具有不流过对太阳能电池特性造成不良影响的漏电流的体积电阻的意思,例如是指体积电阻为107Ω·cm以上。
<功能层>
此外,作为太阳能电池模块100的功能层的电解质层4设置于由光电极2的多孔质半导体微粒层22、对置电极6的催化剂层62以及隔板8所围成的空间。并且,电解质层4能够使用可在染料敏化型太阳能电池中使用的任意的电解液、凝胶状电解质或固体电解质而形成,没有特别地限定。
进而,太阳能电池模块100的电池单元连接部9将相互相邻的电池单元电串联连接。具体而言,电池单元连接部9将在图1(a)中位于右侧的电池单元的光电极2的光电极用导电层21、和在图1(a)中位于左侧的电池单元的对置电极6的对置电极用导电层61电连接。
<电池单元连接部>
而且,太阳能电池模块100的电池单元连接部9是由在光电极2的光电极用导电层21上与多孔质半导体微粒层22隔离而形成的配线91以及在由第一基板3、第二基板7和隔板8所围成的空间内填充的导电性树脂组合物92所构成。另外,在图1(a)所示的太阳能电池模块100中使用配线91和导电性树脂组合物92而形成电池单元连接部9,但在本发明的太阳能电池模块中,电池单元连接部也可以仅仅使用导电性树脂组合物而形成。此外,配线也可以形成于对置电极6的对置电极用导电层61上。
在此,作为配线91没有特别地限定,能够使用由金属和金属氧化物等具有导电性的材料形成的配线。其中,从降低电池单元连接部9的电阻而提高染料敏化型太阳能电池模块的光电转换效率的观点来看,作为配线91优选为使用铜配线、金配线、银配线和铝配线等金属配线。另外,作为在光电极用导电层21上形成配线91的方法,能够使用溅射、丝网印刷等已知的形成方法。
此外,作为导电性树脂组合物92没有特别地限定,优选为使用含有树脂和导电性粒子的组合物。作为导电性树脂组合物92的树脂没有特别地限定,可举出通过活性放射线或紫外线的照射而固化的树脂、或通过加热而固化的树脂。作为导电性树脂组合物92的树脂的具体例,可举出:(甲基)丙烯酸系树脂;双酚型环氧树脂、酚醛型环氧树脂、环状环氧树脂、脂环式环氧树脂等环氧树脂;有机硅树脂等。在该树脂中,能够使用自由基引发剂、阳离子固化剂、阴离子固化剂等任意的固化剂,聚合形式可以为加成聚合、开环聚合等,并没有特别地限定。此外,作为隔板材料的树脂与导电性树脂组合物92的树脂可以相同也可以不同。
另外,作为导电性树脂组合物92的导电性粒子没有特别地限定,能够使用例如由Ag、Au、Cu、Al、In、Sn、Bi、Pb等金属及含有其的合金形成的粒子、将金属氧化物粒子、树脂粒子等有机化合物粒子、无机化合物粒子的表面使用金属、金属氧化物等导电性物质例如Au/Ni合金被覆的粒子、导电性碳粒子等。
并且,导电性粒子的平均粒径优选为0.5μm以上且30μm以下。进一步,导电性粒子的含有比例优选为0.1体积%以上且90体积%以下。
另外,使用了上述的导电性树脂组合物92的电池单元连接部9没有特别地限定,能够通过例如在形成电池单元连接部9的位置填充含有未固化的树脂和导电性粒子的未固化的导电性树脂组合物,使填充的未固化的导电性树脂组合物固化而形成。
进而,太阳能电池模块100优选为在多个电池单元的宽度方向端部(在图1(a)中为左右方向)分别具有集电线93A和93B。该集电线93A和93B的一者(集电线93A)与光电极2电连接,另一者(集电极线93B)与对置电极6电连接。通过这样的集电线93A和93B,从而能够进一步提高太阳能电池模块100的光电转换效率。另外,集电线93A和93B能够使用与配线91相同的材料且通过相同的形成方法而形成。
<电连接部>
然后,分别连接光电极2和第一引出电极11A以及对置电极6和第二引出电极11B的、第一电连接部12A和第二电连接部12B没有特别地限定,能够由焊锡、导电性树脂组合物这样的通常的电连接材料形成。在此,作为焊锡,能够使用含有锡、银、铜、铋、铅、助焊剂成分等的物质。此外,作为导电性树脂组合物,可使用与可用于形成连接部9的导电性树脂组合物相同的包含金属、金属氧化物、导电性碳材料等具有导电性的材料、以及通过活性放射线或紫外线的照射或加热而固化的固化性树脂的已知的组合物。
在此,第一电连接部12A和第二电连接部12B可以具有多个组成部分。具体而言,第一电连接部12A由主体120A和连接部121A构成,第二电连接部12B由主体120B和连接部121B构成。如图1(a)所示,主体120A和120B在构成太阳能电池模块100的电池单元的厚度方向上延伸且贯通第一基材1或第二基材5。此外,如图1(a)所示,连接部121A和121B以分别连接主体120A和第一引出电极11A、以及主体120B和第二引出电极11B的方式延伸。
从通过降低电阻来提高光电转换效率的观点来看,优选为第一电连接部和第二电连接部的至少一部分由焊锡形成。更具体而言,优选为第一电连接部和第二电连接部的主体120A和120B通过焊锡而形成。进而,优选为连接部121A和121B由焊锡或导电性树脂组合物形成。
另外,第一电连接部12A和第二电连接部12B也可以仅由主体120A和120B形成。此外,主体120A、120B和连接部121A、121B也可以通过制造方法等而更换层叠顺序。
另外,使用焊锡或导电性树脂组合物形成第一电连接部12A和第二电连接部12B时的形成方法没有特别地限定,只要形成电连接即可。例如,能够通过在形成第一电连接部12A和第二电连接部12B的位置,直接应用焊锡或导电性树脂组合物来形成主体120A和120B,或者通过形成电连接部的形状的孔部,在形成的孔部内应用焊锡等来形成主体120A和120B。在如图1(a)所示的结构中,这样的孔部也形成于第二基材5。而且,如图1(a)所示,在第二基材5的面向电池单元外部的外表面露出的主体120A及120B的周围,涂敷非导电性粘接剂17。进一步,将在对应于第一电连接部和第二电连接部12A及12B的位置形成贯穿孔的阻隔封装构件13B进行重叠,得到已固化的焊锡或导电性树脂组合物露出于底部的状态的贯通孔部。在该贯通孔部,进一步填充焊锡或导电性树脂组合物,通过使填充的未固化的焊锡或导电性树脂组合物凝固/固化而形成连接部121A和121B。作为非导电性粘接剂17没有特别地限定,能够使用作为可形成隔板8的树脂所列举的各种树脂。
<引出电极>
第一引出电极11A和第二引出电极11B配置于阻隔封装构件13B的外表面上。此外,阻隔封装构件13B与第一引出电极11A和第二引出电极11B之间的间隙被引出电极密封部15密封。进一步,在阻隔封装构件13B的外表面上,优选为第一引出电极11A和第二引出电极11B的至少一端从引出电极密封部15延伸出。换言之,优选为第一引出电极11A和第二引出电极11B的端部相对于阻隔封装构件13B不被固定。如果第一引出电极11A和第二引出电极11B的端部相对于阻隔封装构件13B不被固定,则能够弯曲该自由端等而与外部电路连接。由此,能够提高太阳能电池模块100的连接自由度。
在此,第一引出电极11A和第二引出电极11B没有特别地限定,具有由一般的导电性材料形成的导体。作为这样的导体,可举出由选自铜、铝、镍及铁中的金属材料以及含有这些金属材料的合金材料所形成的导体、以及上述导电性粘接剂。其中,引出电极的导体优选为金属箔,特别优选为以箔状铜为导体的电极。
另外,在本说明书中,金属箔是指厚度为300μm以下的箔状的金属。
而且,引出电极密封部15没有特别地限定,可使用光固化性树脂、热固性树脂、热塑性树脂、以及延迟固化型树脂、双液混合的常温固化型粘接剂来形成。其中,优选为使用延迟固化型树脂、双液混合的常温固化型粘接剂来形成引出电极密封部15,其中,更优选为使用延迟固化型树脂。通过使用延迟固化型树脂,从而在形成引出电极密封部时,即使不使用需要从该阻隔封装构件侧与引出电极侧的任何一方入射光的光固化性树脂、对元件造成热的影响的热固性树脂,也能够充分使密封部固化。
此外,在本说明书中,所谓“延迟固化型树脂”是指对树脂给与固化触发之后,延迟之后固化开始的树脂的意思。当在固化时进行对元件不造成影响的程度的加热时,能够更加充分地固化。而且,作为延迟固化型树脂没有特别地限定,能够使用以紫外线照射为固化触发的紫外线延迟固化型粘接剂。紫外线延迟固化型粘接剂例如可为以环氧树脂作为主成分的粘接剂。
作为双液混合的常温固化型粘接剂,可举出例如以环氧树脂、丙烯酸树脂为主成分的粘接剂。
进而,第一引出电极和第二引出电极11A和/或11B的导体与引出电极密封部15接触的区域可以经过粗糙化处理工序或氧化处理工序来制造。如果导体上的可与引出电极密封部15接触的区域被粗糙化或者具有氧化覆膜,则与引出电极密封部15的粘接变牢固而密封性提高。
进而此外,第一引出电极和第二引出电极11A和/或11B优选为在可与引出电极密封部15接触的区域的至少一部分中的表面粗糙度为0.005μm以上且0.5μm以下。再者,更优选为各导体的表面粗糙度遍及可与引出电极密封部15接触的整个区域地处于上述数值范围内。在与引出电极密封部15相接的区域中的至少一部分中,如果各导体的表面粗糙度在上述下限值以上,则能够用引出电极密封部15牢固地保持引出电极,能够进一步提高太阳能电池模块100的保持率。进而,如果各导体的表面粗糙度在上述上限值以下,则引出电极密封部15充分地渗透到各导体表面的凹凸部分,能够用引出电极密封部牢固地保持引出电极,能够进一步提高太阳能电池模块100的保持率。
进而,引出电极密封部15的厚度优选为1μm以上且250μm以下,更优选为200μm以下。引出电极密封部15的基板面方向的最小宽度可根据使用的密封部材料的透湿性适当决定。
由于引出电极密封部15的厚度薄而密封截面积减少,所以易于防止水从外部浸入。另一方面,当引出电极密封部15的厚度过薄时,树脂可能不会插入间隙中。或者当引出电极密封部15的厚度在形成该密封部的树脂的构成材料等(框架材料或填充材料等)的尺寸以下时,则会对阻隔封装构件13B施加应力。其结果是,引出电极密封部15有可能变得容易从阻隔封装构件13B等脱落。因此,优选为根据引出电极密封部15含有的材料来选择引出电极密封部15的厚度。具体而言,如果引出电极密封部15的厚度在上述下限值以上,则能够提高基于引出电极密封部15的太阳能电池模块100的密封性。并且,如果引出电极密封部15的厚度在上述上限值以下,则成为水分等的侵入路径的密封截面积不会过宽,能够维持可靠性。
<阻隔封装构件>
并且,包夹太阳能电池模块100的阻隔封装构件在太阳能电池模块100可能暴露的高温且高湿度的环境条件下,对太阳能电池模块100赋予耐久性。因此,阻隔封装构件优选为相对于气体、水蒸气具有阻隔性的封装体。进而,对置电极侧的阻隔封装构件13B优选为至少一部分有色。这是因为能够防止从外部透视引出电极。此外,通过对阻隔封装构件13B赋予各种各样的色彩,能够提高太阳能电池模块的设计性。进而,利用光学特性根据颜色而不同,也能够提高光电转换特性。
基于阻隔封装构件13A和13B的第一基板3和第二基板7的包夹形态没有特别地限定,可以为第一基板3/第二基板7和阻隔封装构件13A/13B经由粘接剂进行密合的状态,也可以为虽然包含第一基板3/第二基板7但在其与阻隔封装构件13A和13B之间存在空间且在该空间内填充了难以通过水蒸气、气体的填充材料等的状态。其中,可以为如图1(a)所示那样的状态,即,配置于第一基板3侧的阻隔封装构件13A与第一基板3经由粘接层19进行密合,并且配置于第二基板7侧的阻隔封装构件13B与第二基板7经由粘接层19进行密合。通过设置粘接层19从而能够更加提高太阳能电池模块的密闭性。进而,特别在将粘接层19配置在作为光入射侧的基板的第一基板3侧的情况下,如果在阻隔封装构件13A与第一基板3之间存在粘接层19,则在阻隔封装构件13A与构成第一基板3的第一基材1之间不存在空气层。空气层与阻隔封装构件13A、第一基材1相比折射率有很大的不同。由此,在阻隔封装构件13A-空气层-第一基材1的层叠结构的界面的折射率差变大。如果界面的折射率差大,则在该界面被反射的光量变多,因此不能充分地提高入射光的利用效率。因此,代替空气层而通过使用粘接层19填充阻隔封装构件13A与第一基材的空间,从而能够减小折射率差而降低因界面反射造成的损耗。进而,通过抑制光的反射,从而能够抑制在太阳能电池模块的表面产生干涉条纹。更优选为选择折射率的值为阻隔封装构件13A的折射率与第一基材1的折射率之间的值的材料作为粘接层19的形成材料。这样的材料能够选自例如考虑阻隔封装构件13A的材质和第一基材1的材质且作为隔板材料所列举的材料。
此外,特别在太阳能电池模块为染料敏化型太阳能电池模块的情况下,优选为选择使用的染料的吸收波长区域的光透射率高的材料作为粘接层19的形成材料。
此外,作为难以通过水蒸气或气体的填充材料,可举出例如液状或凝胶状的石蜡、有机硅、磷酸酯、脂肪族酯等。
阻隔封装构件13A和13B的水蒸气透过度在温度40℃、相对湿度90%(90%RH)的环境下优选为0.1g/m2/日以下,更优选为0.01g/m2/日以下,进一步优选为0.0005g/m2/日以下,特别优选为0.0001g/m2/日以下。
进而,阻隔封装构件13A和13B的全光线透射率优选为50%以上,更优选为70%以上,进一步优选为85%以上。这样的全光线透射率能够例如利用JIS K7361-1来测定。
阻隔封装构件13A和13B优选为在塑料支承体上设置了水蒸气、气体的透过性低的阻隔层的膜。作为气体的透过性低的阻隔膜的例子,可举出:蒸镀了氧化硅、氧化铝的膜(日本特公昭53-12953,日本特开昭58-217344);具有有机/无机混合涂层的膜(日本特开2000-323273,日本特开2004-25732);具有无机层状化合物的膜(日本特开2001-205743);层叠了无机材料的膜(日本特开2003-206361,日本特开2006-263989);有机层和无机层交替层叠的膜(日本特开2007-30387,美国专利6413645,Affinito等著,Thin Solid Films 1996年,第290-291页),连续层叠了有机层和无机层的膜(美国专利2004-46497)等。
进而,如图1(a)所示,阻隔封装构件在外周部具有阻隔封装构件密封部18。该阻隔封装构件密封部18没有特别地限定,可使用与上述的可形成隔板8的隔板材料、导电性树脂组合物92的树脂相同的各种树脂而形成。另外,在图1(a)中,图示了阻隔封装构件密封部18的端部与阻隔封装构件13A和13B的外周端部一致的方式,但并不限于该方式,例如,阻隔封装构件密封部18也可以将阻隔封装构件13A和13B的外周端部覆盖地延伸。此外,隔板材料和导电性树脂组合物的树脂及阻隔封装构件密封部18的形成材料可以相同也可以不同。
然后,如图2的仰视图所示,在将引出电极密封部15的轮廓到第一电连接部12A的连接部121A为止的、阻隔封装构件13B上的最短距离设为a,将阻隔封装构件密封部18的基板面方向的最小宽度设为b的情况下,优选为a为b以上,更优选为a超过b。在此,在本说明书中,所谓“引出电极密封部的轮廓”是指对引出电极密封部15的外沿进行界定的轮廓的意思。外周部的阻隔封装构件密封部18在厚度方向上与基板面不重叠,但是引出电极密封部15在厚度方向上与基板面重叠,因此引出电极密封部15相比阻隔封装构件密封部18在密封时更难以加压。因此,引出电极密封部15与阻隔封装构件密封部18相比具有密封截面积更容易变大且可靠性差的倾向。因此,如果将密封引出电极露出部的露出部密封部的尺寸和阻隔封装构件密封部的尺寸如满足上述条件那样预先设计各种部材的尺寸、配置等,则能够进一步提高太阳能电池模块的密闭性。因此,能够进一步提高保持率。在此,在图2中,将阻隔封装构件密封部18的内侧端部一致的边界,以双点划线图示。此外,图中以点线表示的各构成部是从底面无法直接看到的构成部。
此外,在图2中,最短距离a作为在阻隔封装构件13B的平面内延伸的距离而示出。但是,例如如图1(b)的放大图所示,在阻隔封装构件13B具有凹凸的情况下,如果该阻隔封装构件13B上的、从引出电极密封部15的轮廓到第一电连接部12A的连接部121A为止的距离也为最短,则将该距离设为最短距离a(在图1(b)的放大图中,相当于为了清楚起见而朝向下侧偏移图示的a')。
<其他的太阳能电池模块的结构>
本发明的太阳能电池模块并不限定于上述图1(a)(b)和图2所示的结构,例如也可以具有如图3所示的剖面的概要结构的结构。在图3中,关于具有与图1(a)(b)和图2所示的太阳能电池模块的各构成部具有相同的功能的各构成部,以相同符号表示。并且,关于虽然具有相同功能、但是形状和/配置不同的构成部以相同符号加“'”表示。
根据图3所示的太阳能电池模块101显然可知,第二基材5'不具有贯通孔,第一电连接部和第二电连接部12A'和12B'不贯通第二基板,而连接于隔板8和第二基板外端而配置,并且分别与第一引出电极11A和第二引出电极11B连接。
进而,在图1~3中示例了太阳能电池模块100和101具有相互通过粘接剂粘接且密封的两片阻隔封装构件13A和13B的结构。但是,本发明的另外的实施方式的太阳能电池模块102也可以如图4所示那样经由框状体181进行密封。框状体181围绕电池单元。进而,框状体181与阻隔封装构件13A和13B可通过粘接剂彼此粘接。作为该粘接剂没有特别地限定,能够使用用于形成阻隔封装构件密封部18的材料。再者,框状体181没有特别地限定,可使用上述的可用于形成隔板8的树脂、金属等各种材料以及它们的复合材料而形成。再者,作为树脂,优选为非导电性且比阻隔封装构件密封部18的形成材料的透湿性低的树脂。此外,金属或者包含金属的复合材料优选为表面具有非导电性涂料。其中,从透湿性低的观点来看,作为框状体181的形成材料优选为金属或者含有金属的材料。通过使用框状体181,外观上阻隔封装构件13A和13B之间的距离变大,但如果框状体181的透湿性低,则能够抑制湿气进入太阳能电池模块101内部。
再者,在图1~4中例示了太阳能电池模块100~102在第二基板7侧的阻隔封装构件13B的外表面具有第一引出电极11A和第二引出电极11B的二者的结构。但是,本发明的太阳能电池模块不限定上述的结构,也能够设为在第一基板3侧的外表面具有第一引出电极11A和第二引出电极11B的二者的结构。进而,当然第一引出电极11A和第二引出电极11B也能够配置于不同侧的阻隔封装构件的外表面。
(太阳能电池模块的制造方法)
具有上述构成的太阳能电池模块100没有特别地限定,能够按照例如如以下的步骤制造。具体来说,首先,在制作了具有光电极2的第一基板3后,在制作的第一基板3上形成配线91。接着,在与配线91重叠的位置,涂敷未固化的导电性树脂组合物92,进一步以夹住涂敷的导电性树脂组合物92且分别包围光电极用导电层21的方式涂敷隔板材料。然后,在涂敷隔板材料的区域内,将构成电解液等的电解质层4的成分进行填充。之后,使具有对置电极6的第二基板7与第一基板3相重叠。另外,在第二基板7中,在相当于第一电连接部12A和第二电连接部12B的形成位置的位置预先设置贯通孔。进一步,使未固化的导电性树脂组合物92固化而形成电池单元连接部9并且使第一基板3和第二基板7牢固地粘接,得到一对电极基板。
对得到的一对电极基板所具有的光电极2和对置电极6分别连接第一电连接部12A的主体120A和第二电连接部12B的主体120B(电连接部主体形成工序)。然后,将得到的具有主体120A和120B的一对电极基板使用阻隔封装构件进行封装(封装工序)。然后,对使用阻隔封装构件封装的一对电极基板连接第一引出电极11A和第二引出电极11B(引出电极安装工序)。经过这些工序,能够得到具有上述构成的太阳能电池模块100。以下,对于电连接部主体形成工序~引出电极安装工序进行详细描述。
<电连接部主体形成工序>
在电连接部主体形成工序中,如上述“电连接部”的项中说明的那样,使用焊锡或者导电性树脂组合物而形成第一电连接部12A的主体120A和第二电连接部12B的主体120B,将各电连接部与一对电极基板连接。
<封装工序>
在封装工序中,将经过了上述电连接部主体形成工序的一对电极基板使用阻隔封装构件13A和13B封装。此时,作为对于上述电连接部主体形成工序中所形成的主体120A和120B露出的第二基板7的外表面适用的阻隔封装构件13B,使用预先在对应的位置形成贯通孔的阻隔封装构件。具体而言,首先,在一对电极基板的第二基板7侧的外表面上,在上述电连接部主体形成工序中形成的主体120A和120B的周围涂敷非导电性粘接剂。然后,将具有贯通孔的阻隔封装构件13B以与贯通孔的位置及主体120A和120B的位置一致的方式与涂敷面贴合。然后,在第一基板3侧的外表面,涂敷作为粘接层的形成材料的粘接剂,将阻隔封装构件13A与涂敷面重合进行贴合。另外,在涂敷各种粘接剂时,能够使用点胶方法和丝网印刷法等可用于粘接剂的涂敷的一般的涂敷方式。
<引出电极安装工序>
在引出电极安装工序中,例如,在阻隔封装构件13B侧的贯通孔底部露出的主体120A、120B的表面上,涂敷导电性树脂或焊锡而形成连接部121A和121B,并且在贯穿孔的周围的阻隔封装构件的表面且对应于引出电极密封部15的位置涂敷延迟固化型粘接剂。然后,在对应于引出电极密封部15的位置分别配置引出电极11A和11B。然后,使焊锡或者导电性树脂和延迟固化型粘接剂凝固/固化而得到太阳能电池模块100。
此外,关于伴随着引出电极安装的电连接部的形成不仅限于上述的方法,也能够使用例如以下的方法形成。在以下的说明中,“主体”这样的术语是指占有电连接部的大半体积的区域,“连接部”这样的术语作为表示形成电连接部的主体以外的区域的术语而使用。
此外,以下虽然示出了通过一层和两层形成电连接部的例子,但是只要能够形成电连接部,并不限于以下示例的方法,能够使用任何方法形成电连接部。再者,电连接部能够由三层以上的层叠构成。此外,所谓电连接部的“层”是指由材料或者形成时机不同的构件而构成的电连接部的一部分。并且,如果电连接部的形成材料是包含焊锡的材料,则能够通过根据需要进行加热而使其熔融,从而使与被连接侧的密合性提高,降低电阻。
(1)在任意基板上形成主体且在引出电极上形成连接部,在引出电极安装时,使主体和连接部电地连接,形成电连接部的方法
(2)在任意基板上涂敷导电性树脂作为电连接部,且在其上设置引出电极,形成电连接后,使导电性树脂固化而形成电连接部的方法
(3)在任意基板上涂敷焊锡形成电连接部,且在其上设置引出电极而形成电连接部的方法
(4)在引出电极上涂敷导电性树脂,在设置引出电极时,形成电连接后,使树脂固化而形成电连接部的方法
(5)在引出电极上涂敷焊锡,在设置引出电极时,形成电连接的方法(6)在引出电极上形成主体,且在其上涂敷形成连接部的材料,设置引出电极,通过凝固/固化,从而形成电连接部的方法
此外,在基于所使用的材料且通过加热、加压而能够期待电阻更低的情况下,能够根据需要实施。此外,在基板上形成电连接部时,可以是使用阻隔封装构件封装模块前或封装模块后的任何时段。
此外,在上述一个示例的制造方法中,使用了不具有引出电极的阻隔封装构件,当然也能够使用预先密合了引出电极的阻隔封装构件来制造太阳能电池模块。此时,作为连接部的形成方法,能够根据使用的材料等适当选择以下方法:在上述封装工序中,在将主体露出的第二基板的外表面与阻隔封装构件贴合之前,在设置于阻隔封装构件上的引出电极上形成连接部的方法、仅以在基板上形成的电连接部与引出电极连接的方法等在上述的连接部的形成方法中所示例的方法。
实施例
以下,基于实施例对本发明进行具体地说明,但是本发明并不限定于这些实施例。另外,在以下的说明中,表示量的“%”没有特别限定,为质量基准。
在实施例及比较例中,太阳能电池模块的保持率使用以下方法进行评价。
<太阳能电池模块的保持率>
将实施例、比较例中所制作的太阳能电池模块连接到数字源表(Source Meter)(2400型电源测量计,Keithley公司制造)。作为光源,使用将AM1.5G过滤器安装到150W氙灯光源装置的模拟太阳能光源(PEC-L11型,Peccell Technologies制造)。然后,将光源的光量调节为一个太阳(大约10万lux AM 1.5G,100mWcm-2(JIS C8912的A级)),对太阳能电池模块进行照射。对于太阳能电池模块,在1太阳的光照射下,一边使偏压以0.01V单位由0V变化到0.8V,一边测量输出电流,取得电流电压特性。同样的,使偏压以逆方向从0.8V到0V阶段地进行测量,将正方向和逆方向的测量平均值作为光电流数据。根据如此得到的电流电压特性和光电流数据,计算出初期的光电转换效率(%)。
接着,将上述的染料敏化太阳能电池模块在65℃90%RH的环境下保持300小时后,与上述同样地测量电流电压特性。与上述同样地求得转换效率,根据以下公式计算相对于初期的值的保持率。
[保持率(%)]=[65℃90%RH保持后的转换效率]/[初期的转换效率]×100
(实施例1)
<染料溶液的调制>
将72mg钌络合物染料(N719,Solaronix公司制造)放入200mL容量瓶中。将190mL无水乙醇混合并搅拌。将容量瓶塞住后,用超声波清洗机振动搅拌60分钟。在常温保持溶液后,加入无水乙醇将总量设至200mL,由此来制备染料溶液。
<第一基板的制作>
在将作为光电极用导电层的透明导电层(氧化铟锡(ITO))涂敷于作为第一基材的透明基板(聚萘二甲酸乙二醇酯膜,厚度200μm)上而获得的透明导电性基板(片电阻13hm/sq)上,通过丝网印刷法将作为配线(集电线)的导电性银糊(K3105,Pelnox(株)制造)以对应于光电极电池单元宽度的间隔进行印刷涂敷,在150度的热风循环型烘箱中加热干燥15分钟制作配线及集电线(位于配线的连接方向两端部的配线,以下将其总称为配线)。将所得的具有配线的透明导电性基板以配线形成面朝上的方式设置于涂敷机,使用线棒涂敷机以扫描速度(10mm/秒)涂敷稀释至1.6%的有机PC-600溶液(Matsumoto Fine Chemical制造)。将所得涂膜在室温干燥10分钟后,进一步在150℃加热干燥10分钟,在透明导电性基板上制作底涂层。
对透明导电性基板的底涂层形成面以对应于光电极电池单元宽度的间隔进行激光处理而形成绝缘线。
然后,对将在聚酯膜上涂覆粘合层而成的保护膜重叠两层而得到的掩膜(下层:PC-542PA藤森工业制造;上层:NBO-0424藤森工业制造)进行冲孔加工以形成多孔制半导体微粒层的开口部(长:60mm,宽5mm)。将加工完毕的掩膜以不进入气泡的方式,贴合在形成了底涂层的透明导电性基板的集电线形成面。另外,掩膜的第一层的目的是为了防止染料附着到不需要的位置,第二层的目的是为了防止多孔质半导体微粒附着到不需要的位置。
将高压汞灯(定格灯电力400W)光源放置在距离掩膜贴合面10cm的距离,照射电磁波1分钟之后,立即将氧化钛糊(PECC-C01-06,Peccell Technologies(株)制造)以BAKER式涂抹器涂敷。使糊在常温干燥10分钟之后,剥离除去掩膜上侧的保护膜(NBO-0424滕森工业制造),在150度的热风循环式烘箱中进一步加热干燥5分钟,形成多孔质半导体微粒层(长:60mm,宽5mm)。
然后,将形成了多孔质半导体微粒层(长:60mm,宽5mm)的透明导电性基板浸渍在制备的染料溶液(40℃)中,一边轻轻搅拌一边使染料吸附。90分钟后,从染料吸附容器取出已吸附完染料的氧化铁膜,用乙醇清洗使其干燥,将剩下的掩膜剥离去除来制作光电极。
<第二基板的制作>
在将作为对置电极用导电层的透明导电层(氧化铟锡(ITO))涂敷在作为第二基材的透明基板(聚萘二甲酸乙二醇酯膜,厚度200μm)上而得的透明导电性基板(膜电阻13ohm/sq.)的导电面,以对应于白金膜图案宽的间隔进行激光处理而形成绝缘线。进而,在透明导电性基板上的与配设于光电极侧的基板上的两端部的配线(集电线)对置的位置,通过激光处理形成贯通孔。接着,将冲出加工了开口部(长:60mm,宽5mm)的金属制掩膜重叠,使用溅射法形成白金膜图案(催化剂层),得到催化剂层形成部分具有72%左右的光透射率的第二基板。此时,将上述第一基板与第二基板设为在面对面重叠彼此的导电面时多孔质半导体微粒层与催化剂层为一致的形状。
<染料敏化太阳能电池模块的制作>
向作为导电性树脂组合物的树脂材料的丙烯酸系树脂的TB3035((株)三键制造)以成为3质量%的方式添加积水树脂制微珍珠AU(粒径8μm),使用自转公转搅拌机均匀混合,制作导电性树脂组合物。
将第二基板的催化剂层形成面作为表面,使用真空泵固定在铝制吸附板上。接着,通过自动涂敷机器人向催化剂层间的、与第一基板对置时与光电极电池单元间的配线重叠的位置涂敷导电性树脂组合物成线状,并夹着该线而向催化剂层的外周部分涂敷作为隔板材料的液状的紫外线固化型密封剂的TB3035B((股)三键制造,吸收波长“200nm~420nm。粘度:51Pa.s”)。此时,在第二基板的两端部,以填充至两个贯通孔的周围再到其相邻的电池单元隔板形成部位的方式涂敷TB3035B。之后,在催化剂层部分涂敷规定量的作为电解质材料的电解液,使用自动粘合装置,以长方形的催化剂层与同型的多孔质半导体微粒层相互面对的结构的方式在减压环境中重叠,从第一板侧由金属卤素灯进行光照射,接着,从第二基板侧进行光照射。之后,分别切出包含配置在贴合后的基板内的多个电池单元的连接体,以与配设在第一基板的多个电池单元的宽度方向的两端部的配线(集电线)导通的方式,从第二基板的贯通孔至围绕隔板部形成的空隙内,填充低温焊锡(黑田techno公司制造,“CERASOLZER ECO155”,熔点155℃),制作作为电连接部的主体的第二基板的贯通配线。
接着,在连接体的第二基板侧,将液体状的紫外线固化型非导电性粘接剂(三键公司制造“TB3035B”),涂敷在贯通配线的周围。进而,将在对应于贯通配线的位置形成开口(贯通孔)的、具有比第一基板的面和第二基板的面大的面积的表面的阻隔膜(Neo Seeds公司,“Ultra High Barrier FILM”水蒸气穿透度:0.00005/m2/日)与贯通配线和开口的位置对齐地从上进行粘合,用金属卤素灯进行光照射。
接着,以连接体的第一基板侧为表面,在第一基板的整个外表面以及其外周部的阻隔膜上,涂敷作为粘接层形成材料及阻隔封装构件密封部形成材料的TB3035B。将另一片阻隔膜从其上重叠、进行光照射,在上下两片的阻隔膜的外周部形成阻隔封装构件密封部,用阻隔膜外部封装连接体。此时,阻隔封装构件密封部的基板面方向的最小宽度b为10mm。
进而,以连接体的第二基板侧为表面,对贯通配线在底部露出的阻隔薄膜的开口注入作为导电性粘接剂的常温干燥型导电性糊(银糊)DOTITE(注册商标)(藤仓化成制造,“DOTITED-362”),形成电连接部的连接部。并且,在开口周围的阻隔薄膜上的相当于引出电极密封部的位置涂敷延迟固化型树脂(ADEKA公司制造,“ADEKA ARFLS DL-100-5”),用金属卤素灯进行光照射,将作为引出电极的铜箔重叠,在60℃的加热盘上静置,同时进行基于延迟固化型树脂的固化的密封以及基于导电性粘接剂的固化的电连接部的形成。在得到的太阳能电池模块中,从引出电极密封部的轮廓到电连接部为止的最短距离a为15mm。
(实施例2)
将从引出电极密封部的轮廓到电连接部为止的最短距离a设为10mm,除此以外,与实施例1相同地制作染料敏化太阳能电池模块,并进行各种测量及评价。结果在表1中显示
(实施例3)
如图3所示,以没有在第二基材形成贯通孔而重叠时与第一基板上的端部的集电线对置的位置在第二基板(对置基板)的两端部的外侧的方式,使第二基材的宽度比第一基材窄。在隔板部形成时,在第二基板的两端部,以填充到该相邻电池单元的隔板形成部位为止的方式涂敷TB3035B。进而,以贯通配线未贯通第二基板、而朝向第二基板外延伸的方式进行变更。除了这些点以外,与实施例1同样来制作染料敏化太阳能电池模块,来进行各种测量和评价。结果在表1中显示。
(实施例4)
在进行染料敏化太阳能电池模块的制作工序之前,如图4所示,制作预先设计成与太阳能电池模块的高度符合的铝制的框状体。
然后,将对光电极与对置电极进行粘贴而得到一对电极基板配置于铝制的框状体内的矩形贯通孔内。配置时为了抑制因两张电极基材上的导电层和铝制的框状体的接触而导致的短路,在比形成电极、集电电极的部分靠外侧形成刻划线。
之后,对由框状体围成的一对基板的光电极侧表面和框状体的表面涂敷液体状的紫外线固化型非导电性粘接剂(三邦公司制造,“TB3035B”),粘贴与围成第一基板框状体的外周的面积相同尺寸的阻隔膜(Neoshees公司,“超高阻隔膜”,水蒸汽渗透率:0.00005g/m2/天),用金属卤化物灯进行光照射。
进一步,使太阳能电池模块的对置电极侧朝上,与实施例1相同地进行,形成作为电连接部的主体的贯通配线,进一步,将阻隔膜与第二基板贴合。此时,作为粘贴于第二基板的阻隔膜,使用与围成第二基板框状体的外周的面积相同尺寸的阻隔膜。
然后,与实施例1同样,在第二基板上重叠作为引出电极的铜箔,同时进行基于延迟固化型树脂的固化的密封以及基于导电性粘接剂的固化的电连接部的形成。
对于得到的太阳能电池模块,与实施例1相同地制作染料敏化太阳能电池模块来进行各种测量和评价。结果在表1中显示
(比较例1)
排除与作为贯通第二基板的电连接部的贯通配线对应的位置,在一对基板上涂敷非导电性粘接剂(三邦公司制造,“TB3035B”)。然后,使用在对应于贯通配线的位置形成了开口的阻隔膜(Neoshees公司,“超高阻隔薄膜”,水蒸汽渗透率:0.00005g/m2/天)封装一对基板。即,在该比较例中,直接将作为电连接部的贯通配线作为引出电极。除了这些点以外,均与实施例1相同地制作染料敏化太阳能模块来进行各种测量和评价。结果在表1中显示
[表1]
根据实施例1~4可知,具有包夹电池单元的阻隔封装构件,在基板面方向与电解质层隔离的引出电极在阻隔封装构件的外表面上延伸,对该引出电极与阻隔封装构件的间隙进行密封而成的太阳能电池模块具有良好的光电转换效率的保持率。另一方面,引出电极与电连接部并用且与阻隔封装构件的外表面上的阻隔封装构件的间隙没有被密封的比较例1的太阳能电池模块的光电转换效率的保持率差。
产业上的可利用性
根据本发明,能够提供一种光电转换效率的保持率优异的太阳能电池模块。
附图标记说明
1:第一基材;
2:光电极;
3:第一基板;
4:电解质层;
5:第二基材;
6:对置电极;
7:第二基板;
8:隔板;
9:电池单元连接部;
11A:第一引出电极;
11B:第二引出电极;
12A:第一电连接部;
12B:第二电连接部;
13A、13B:阻隔封装构件;
15:引出电极密封部;
17:非导电性粘接剂;
18:阻隔封装构件密封部;
19:粘接层;
21:光电极用导电层;
22:多孔质半导体微粒层;
61:对置电极用导电层;
62:催化剂层;
91:配线;
92:导电性树脂组合物;
93A、93B:集电线;
100、101、102:太阳能电池模块;
181:框状体。

Claims (11)

1.一种太阳能电池模块,具有:
一个或多个光电转换电池单元,其是第一基板侧的第一电极和第二基板侧的第二电极隔着功能层对置而成的;
至少一个阻隔封装构件,其被阻隔封装构件密封部密封,包夹所述一个或多个光电转换电池单元;
第一引出电极,其经由第一电连接部与所述第一电极连接;以及
第二引出电极,其经由第二电连接部与所述第二电极连接,其中,
在包含所述第一基板的面方向和所述第二基板的面方向的基板面方向上,所述第一电连接部和所述第二电连接部与所述功能层隔离配置,
所述第一引出电极和所述第二引出电极配置于所述阻隔封装构件沿着所述基板面方向的外表面上,
所述阻隔封装构件与所述第一引出电极之间的间隙、以及所述阻隔封装构件与所述第二引出电极之间的间隙被引出电极密封部密封。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块,其中,
所述第一基板和所述第二基板具有树脂膜。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块,其中,
所述第一电连接部和所述第二电连接部的至少一部分包含焊锡。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
所述第一引出电极和所述第二引出电极的导体为金属箔。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
所述第一引出电极和所述第二引出电极的至少一端是从所述引出电极密封部的端部延伸出而成的。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
在所述第一基板是光入射侧的基板的情况下,所述第二基板和/或所述第二基板侧的所述阻隔封装构件的至少一部分为有色的。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
所述至少一个阻隔封装构件是分别配置于所述第一基板和所述第二基板侧的两个阻隔封装构件,该两个阻隔封装构件是在所述阻隔封装构件密封部处隔着围绕所述多个电池单元的框状体被密封而成的。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
在将从所述引出电极密封部的轮廓到所述第一电连接部或者所述第二电连接部为止的、在所述阻隔封装构件上的最短距离设为a,将所述阻隔封装构件密封部在所述基板面方向的最小宽度设为b的情况下,a为b以上。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
在所述第一基板和/或所述第二基板与所述阻隔封装构件的间隙的至少一部分具有粘接层。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
所述引出电极密封部含有延迟固化型树脂。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的太阳能电池模块,其中,
所述功能层为电解质层,所述太阳能电池模块为染料敏化型太阳能电池模块。
CN201780045643.XA 2016-08-02 2017-07-31 太阳能电池模块 Active CN109478470B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-152195 2016-08-02
JP2016152195 2016-08-02
PCT/JP2017/027777 WO2018025823A1 (ja) 2016-08-02 2017-07-31 太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109478470A true CN109478470A (zh) 2019-03-15
CN109478470B CN109478470B (zh) 2021-11-19

Family

ID=61073901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780045643.XA Active CN109478470B (zh) 2016-08-02 2017-07-31 太阳能电池模块

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10998140B2 (zh)
EP (1) EP3496122A4 (zh)
JP (1) JP6897683B2 (zh)
KR (1) KR20190027835A (zh)
CN (1) CN109478470B (zh)
TW (1) TW201818576A (zh)
WO (1) WO2018025823A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110534651A (zh) * 2019-08-31 2019-12-03 上海交通大学 钙钛矿太阳能电池和模块及其制备方法
CN112382727A (zh) * 2020-12-08 2021-02-19 武汉理工大学 一种半透明镂空钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102583898B1 (ko) 2018-04-30 2023-10-04 삼성디스플레이 주식회사 표시 패널 및 이의 제조 방법
WO2020050239A1 (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 積水化学工業株式会社 太陽電池モジュールおよび保護層付き太陽電池モジュール
CN113906565A (zh) * 2019-08-02 2022-01-07 日本瑞翁株式会社 光电转换装置
WO2021200048A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 日本ゼオン株式会社 光電変換素子モジュールおよびその製造方法
ES2956237T3 (es) * 2020-04-17 2023-12-15 Exeger Operations Ab Dispositivo fotovoltaico
FR3131082B1 (fr) * 2021-12-21 2024-04-19 Commissariat Energie Atomique Module photovoltaïque doté d’une couche barrière à la perméation d’H2O gazeux
CN116528603B (zh) * 2023-05-31 2024-06-11 广州追光科技有限公司 一种有机太阳能电池及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047496A (zh) * 2008-05-27 2011-05-04 株式会社藤仓 光电转换元件
WO2011148930A1 (ja) * 2010-05-24 2011-12-01 株式会社アルバック 太陽電池モジュール及びその製造方法
US20120126356A1 (en) * 2010-03-15 2012-05-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Photoelectric conversion device
CN202352702U (zh) * 2011-12-15 2012-07-25 上海光轩新能源有限公司 一种玻璃基板和太阳能电池片可回收的太阳能电池组件
CN103460402A (zh) * 2011-04-04 2013-12-18 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块
US20140261630A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 John Paul Morgan Photovoltaic panel

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5312953B2 (zh) 1972-08-10 1978-05-06
JPS58217344A (ja) 1983-06-01 1983-12-17 旭化成ポリフレックス株式会社 バリヤ−性プラスチツク積層シ−ト
AUPP967799A0 (en) 1999-04-09 1999-05-06 Sustainable Technologies Australia Ltd Methods to implement sealing and electrical connections to single cell and multi-cell regenerative photovoltaic photoelectrochemical devices
JP2000323273A (ja) 1999-05-07 2000-11-24 Dainippon Printing Co Ltd エレクトロルミネッセンス素子
US6413645B1 (en) 2000-04-20 2002-07-02 Battelle Memorial Institute Ultrabarrier substrates
JP4894079B2 (ja) 2000-01-28 2012-03-07 住友化学株式会社 光学用プラスチックス基板
JP3859518B2 (ja) 2002-01-15 2006-12-20 住友ベークライト株式会社 透明水蒸気バリアフィルム
JP4402864B2 (ja) 2002-06-27 2010-01-20 富士フイルム株式会社 ガスバリア性フィルム
US7015640B2 (en) 2002-09-11 2006-03-21 General Electric Company Diffusion barrier coatings having graded compositions and devices incorporating the same
AU2004302117B2 (en) * 2003-08-06 2008-05-15 Fujikura Ltd. Photoelectric converter and method for manufacturing same
WO2006011655A1 (ja) 2004-07-27 2006-02-02 National Institute Of Advanced Industrial Scienceand Technology 単層カーボンナノチューブおよび配向単層カーボンナノチューブ・バルク構造体ならびにそれらの製造方法・装置および用途
JP4425167B2 (ja) 2005-03-22 2010-03-03 富士フイルム株式会社 ガスバリア性フィルム、基材フィルムおよび有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2007030387A (ja) 2005-07-28 2007-02-08 Fujifilm Corp バリア性フィルム基板およびそれを用いた有機電界発光素子
JP5106875B2 (ja) * 2007-01-31 2012-12-26 藤森工業株式会社 色素増感型太陽電池パネルシート及びその製造方法
CN101743654B (zh) * 2007-07-20 2014-04-30 英耐时有限公司 蓄电设备及其制造方法
JP2009218179A (ja) * 2008-03-12 2009-09-24 Ngk Spark Plug Co Ltd 色素増感型太陽電池
JP2013200958A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co Ltd 太陽電池
CN104428858B (zh) * 2012-10-19 2017-06-20 积水化学工业株式会社 电气模块

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102047496A (zh) * 2008-05-27 2011-05-04 株式会社藤仓 光电转换元件
US20120126356A1 (en) * 2010-03-15 2012-05-24 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Photoelectric conversion device
WO2011148930A1 (ja) * 2010-05-24 2011-12-01 株式会社アルバック 太陽電池モジュール及びその製造方法
CN103460402A (zh) * 2011-04-04 2013-12-18 三菱电机株式会社 太阳能电池及其制造方法、太阳能电池模块
CN202352702U (zh) * 2011-12-15 2012-07-25 上海光轩新能源有限公司 一种玻璃基板和太阳能电池片可回收的太阳能电池组件
US20140261630A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 John Paul Morgan Photovoltaic panel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110534651A (zh) * 2019-08-31 2019-12-03 上海交通大学 钙钛矿太阳能电池和模块及其制备方法
CN112382727A (zh) * 2020-12-08 2021-02-19 武汉理工大学 一种半透明镂空钙钛矿太阳能电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3496122A4 (en) 2020-04-29
EP3496122A1 (en) 2019-06-12
TW201818576A (zh) 2018-05-16
KR20190027835A (ko) 2019-03-15
JPWO2018025823A1 (ja) 2019-05-30
WO2018025823A1 (ja) 2018-02-08
CN109478470B (zh) 2021-11-19
JP6897683B2 (ja) 2021-07-07
US10998140B2 (en) 2021-05-04
US20190244766A1 (en) 2019-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109478470A (zh) 太阳能电池模块
CN109478469A (zh) 太阳能电池模块
CN109478468A (zh) 太阳能电池模块及太阳能电池模块的制造方法
JP6069989B2 (ja) ペロブスカイト化合物を用いた光電変換素子の製造方法
CN109564823A (zh) 太阳能电池模块
JP6069987B2 (ja) ペロブスカイト化合物を用いた光電変換素子の製造方法
JP7415383B2 (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池用電極基板および太陽電池モジュールの製造方法
JP7567781B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2020088234A (ja) 太陽電池モジュール、太陽電池用電極基板及び太陽電池モジュールの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant