CN109819682B - 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

太阳能电池组件(1)具有:太阳能单电池(10),其具有正面和背面;正面侧填充部件(61),其设置于太阳能单电池(10)的正面侧,由透明树脂片构成;光反射部件(30),其以从太阳能单电池(10)的端部伸出的方式设置,且具有反射入射的光的光反射层(33)和层叠于光反射层(33)上并设置于光的入射侧的衬底层(31);和紫外线吸收剂(39),其位于正面侧填充部件(61)的背面侧,且设置于与光反射层(33)相比靠光的入射侧的位置。

Description

太阳能电池组件和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和太阳能电池组件的制造方法。
背景技术
现有技术中,太阳能电池组件包括配置在太阳能单电池的受光面 侧的反射部件(例如专利文献1)。
在该太阳能电池组件中,为了有效利用照射到太阳能单电池彼此 之间的间隙的太阳光,在太阳能单电池间的间隙设置有光反射部件, 其比太阳能单电池的受光面突出且相对于受光面倾斜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-98496号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在太阳能电池组件中,紫外线也能够有助于发电,因此,尽可能 用光透射率高的树脂封入太阳能单电池。但是,设置于光反射层与太 阳能单电池之间的衬底层与其他部件相比对紫外线的抵抗能力相对较 弱,由于长时间的曝光,会产生黄变和因强度下降引发的开裂,从而 引起太阳能电池组件的外观不良。
于是,本发明的目的在于,提供能够抑制因衬底层的黄变而导致 的外观不良,和因老化引起的衬底层的开裂的太阳能电池组件和太阳 能电池组件的制造方法。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述目的,本发明的太阳能电池组件的一个方式包括: 太阳能单电池,其具有正面和背面;正面侧填充部件,其设置于上述 太阳能单电池的上述正面侧,由透明树脂片构成;光反射部件,其以 从上述太阳能单电池的端部伸出的方式设置,且具有反射所入射的光 的光反射层和层叠在上述光反射层上且设置于上述光的入射侧的衬底 层;和紫外线吸收剂,其位于上述正面侧填充部件的背面侧,且设置 于与上述光反射层相比靠上述光的入射侧的位置。
此外,为了达成上述目的,本发明的太阳能电池组件的制造方法 的一个方式包括:将光反射部件以从太阳能单电池的端部伸出的方式 设置的光反射部件配置工序,其中上述光反射部件具有反射所入射的 光的光反射层、和层叠在上述光反射层上并设置于上述光的入射侧的 衬底层;和将紫外线吸收剂设置于与上述光反射层相比靠上述光的入 射侧的位置的紫外线吸收剂配置工序。
发明效果
根据本发明,能够抑制由衬底层的黄变而导致的外观不良,并抑 制因老化而导致的衬底层的开裂。
附图说明
图1是实施方式的太阳能电池组件的平面图。
图2是从正面侧观察实施方式的太阳能电池组件时的局部放大平 面图。
图3是图1的沿III-III线的实施方式的太阳能电池组件的截面图。
图4是图2的沿IV-IV线的实施方式的太阳能电池组件的局部放大 截面图。
图5是表示实施方式的太阳能电池组件的制造方法的说明图。
图6是实施方式的变形例1的太阳能电池组件的局部放大截面图。
图7是实施方式的变形例2的太阳能电池组件的局部放大截面图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。以下将要说明的 实施方式均表示本发明所优选的一个具体例。因此,以下实施方式中 示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置和连接方 式、以及工序与工序的顺序等均为一例,并非旨在限定本发明。因此, 在以下的实施方式中的构成要素中,对于没有在表示本发明的最上位 概念的独立权利要求中记载的构成要素,作为任意的构成要素进行说 明。
此外,关于“大致**”这一措辞的含义,若以“大致相同”为例 进行说明,则除了指完全相同之外,还包含实质上视为相同的情况。
另外,各图为示意图,并非严密地进行了图示的图。此外,在各 图中,对实质上相同的构成标注相同的符号,省略或简化重复的说明。
(实施方式)
[太阳能电池组件的结构]
首先,使用图1~图4对本实施方式的太阳能电池组件1的概略结 构进行说明。图1是实施方式的太阳能电池组件1的平面图。图2是 从正面侧观察实施方式的太阳能电池组件1时的局部放大平面图。图3 是图1的沿III-III线的实施方式的太阳能电池组件1的截面图。图4 是图2的沿IV-IV线的实施方式的太阳能电池组件1的局部放大截面 图。
在图1中,将沿行方向等间隔地排列的12张太阳能单电池10排 列的方向规定为X轴方向。将6个太阳能电池串10S以相邻的2个太 阳能电池串10S相互平行的方式在列方向上排列的方向规定为Y轴方 向。并且,将上下方向规定为Z轴方向。另外,在图1中,X轴方向、Y轴方向和Z轴方向根据使用方式而变化,因此,不限定于此。在图1 之后的各图中也同样。
太阳能电池组件1的“正面”指光能够入射到太阳能单电池的“正 面”侧的面,太阳能电池组件1的“背面”指其相反侧的面。此外, 太阳能电池组件1的“正面”是上侧(Z轴正方向),太阳能电池组件 1的“背面”是下侧(Z轴负方向)。
如图1~图3所示,太阳能电池组件1包括:多个太阳能单电池 10、配线件20、光反射部件30、正面保护部件40、背面保护部件50、 填充部件60、和框架70。太阳能电池组件1成为在正面保护部件40 与背面保护部件50之间,多个太阳能单电池10由填充部件60密封的结构。
如图1所示,太阳能电池组件1的俯视形状为例如大致矩形状。 作为一例,太阳能电池组件1为横向长度为约1600mm、纵向长度为约800mm的大致矩形状。另外,太阳能电池组件1的形状不限于排列6 个具有12张太阳能单电池10的太阳能电池串10S而形成的形状,此外,太阳能电池组件1的形状不限于矩形状。
[太阳能单电池]
太阳能单电池10是将太阳光等光转换为电力的光电转换元件(光 伏元件)。太阳能单电池10在同一平面内以行列状(矩阵状)排列有 多张。
在以直线状排列的多个太阳能单电池10中,相邻的2个太阳能单 电池10彼此由配线件20连结而构成串。多个太阳能单电池10通过由 配线件20电连接而串化。1个太阳能电池串10S内的多个太阳能单电 池10通过配线件20串联连接。
在本实施方式中,沿行方向(X轴方向)等间隔地排列的12张太 阳能单电池10通过由配线件20连接而构成一个太阳能电池串10S。更 具体而言,各太阳能电池串10S通过将在行方向(X轴方向)上相邻 的2个太阳能单电池10用3个配线件20依次连结而构成,沿行方向排列的一列所有的太阳能单电池10被连结。
太阳能电池串10S形成有多个。多个太阳能电池串10S沿列方向 (Y轴方向)排列。在本实施方式中,6个太阳能电池串10S以相互平 行的方式沿列方向等间隔地排列。
另外,各太阳能电池串10S中的最前端的太阳能单电池10在行方 向的两端侧经由配线件20由连接配线连接。此外,各太阳能电池串10S 中的最后端的太阳能单电池10经由配线件20由连接配线连接。由此, 多个(图1中为6个)太阳能电池串10S串联连接或并联连接进而构 成单电池阵列。在本实施方式中,相邻的6个太阳能电池串10S串联 连接而构成1个串联连接体(由24张太阳能单电池10串联连接而成), 将3个该串联连接体并联连接。
如图1和图2所示,在行方向和列方向上相邻的太阳能单电池10 与相邻的其他太阳能单电池10隔开间隙地配置。如后文所述,以跨该 间隙的方式配置有光反射部件30。
在本实施方式中,太阳能单电池10的俯视时的形状为大致矩形状。 具体而言,太阳能单电池10是边长为125mm的正方形的角被切掉后 的形状,是直线状的长边与直线状或非直线状的短边交替地相连而成 的大致八边形的形状。换言之,1个太阳能电池串10S以相邻的2个太 阳能单电池10的一边彼此相对的方式构成。另外,太阳能单电池10 的形状不限于大致矩形状。
太阳能单电池10以半导体pn结为基本结构,作为一例,由作为n 型半导体衬底的n型单晶硅衬底、在n型单晶硅衬底的一个主面侧依 次形成的n型非晶硅层和n侧电极、和在n型单晶硅衬底的另一个主 面侧依次形成的p型非晶硅层和p侧电极构成。也可以在n型单晶硅 衬底与n型非晶硅层之间或n型单晶硅衬底与p型非晶硅层之间设置i 型非晶硅层、氧化硅层这样的钝化层,从而抑制产生的载流子的复合。 n侧电极和p侧电极为例如ITO(IndiumTin Oxide,铟锡氧化物)等透 明电极。
另外,在本实施方式中,太阳能单电池10以n侧电极成为太阳能 电池组件1的主受光面侧(图3的正面保护部件40侧)的方式配置, 但不限于此。此外,如果太阳能电池组件1为片面受光方式,则位于 背面侧的电极(在本实施方式中为p侧电极)没有必要是透明的,例 如也可以是具有反射性的金属电极。
如图3所示,在各太阳能单电池10中,正面为正面保护部件40 侧的面,背面为背面保护部件50侧的面。在太阳能单电池10形成有 正侧集电极11和背侧集电极12。正侧集电极11与太阳能单电池10的 正面侧电极(例如n侧电极)电连接。背侧集电极12与太阳能单电池10的背面侧电极(例如p侧电极)电连接。
正侧集电极11和背侧集电极12分别例如由多根副栅线和多根主 栅线电极构成,上述副栅线以与配线件20的延伸方向正交的方式形成 为直线状,上述主栅线电极与这些副栅线连接,并且沿着与副栅线正 交的方向(配线件20的延伸方向)形成为直线状。主栅线电极的根数 例如与配线件20相同,在本实施方式中为3根。另外,正侧集电极11 和背侧集电极12彼此为相同的形状,但不限于此。
正侧集电极11和背侧集电极12由银(Ag)等低电阻导电材料构 成。例如,正侧集电极11和背侧集电极12能够通过将在粘合剂树脂 中分散有银等导电性填料的导电性膏(银膏等)以规定的图案进行丝 网印刷而形成。
在该太阳能单电池10中,能够使正面和背面两者均为受光面。当 光入射到太阳能单电池10时,在太阳能单电池10的光电转换部产生 载流子。产生的载流子由正侧集电极11和背侧集电极12收集并流入 到配线件20。像这样,通过设置正侧集电极11和背侧集电极12,能 够有效地将在太阳能单电池10产生的载流子提取到外部电路。
[连接配线]
在太阳能电池串10S中,配线件20(内部连接器)将相邻的2个 太阳能单电池10彼此电连接。在本实施方式中,相邻的2个太阳能单 电池10由彼此大致平行地配置的3根配线件20连接。各配线件20相 对于在X轴方向上排列的2个太阳能单电池10沿着X轴方向延伸设置。
配线件20为细长状的导电性配线,例如为条带状的金属箔、细线 状的金属线。配线件20例如能够通过将由焊锡或银等覆盖的铜箔和/ 或银箔等金属箔的表面整体以规定的长度切断为细长条状来制作。
关于各配线件20,配线件20的一端部配置于相邻的2个太阳能单 电池10中的一个太阳能单电池10的正面,配线件20的另一端部配置 于相邻的2个太阳能单电池10中的另一个太阳能单电池10的背面。
在相邻的2个太阳能单电池10中,各配线件20将一个太阳能单 电池10的正侧集电极11与另一个太阳能单电池10的背侧集电极12 电连接。例如,配线件20与太阳能单电池10的正侧集电极11和背侧 集电极12的主栅线电极由含有焊锡和/或导电性颗粒的树脂等的具有 导电性的粘接剂接合。
[光反射部件]
如图4所示,在太阳能单电池10的背面侧配置有光反射层33。光 反射层33的两面具有光反射性,反射入射的光。
光反射部件30以位于相邻的2个太阳能单电池10之间的的间隙 方式配置。在本实施方式中,光反射部件30以横跨在Y轴方向上相邻 的2个太阳能单电池10的间隙的方式,设置于该相邻的2个太阳能单 电池10的每一个。各光反射部件30以横跨相邻的2个太阳能单电池 10的间隙的方式配置,因此,各光反射部件30的宽度比相邻的2个太 阳能单电池10的间隙的间隔大。
相邻的2个太阳能单电池10彼此的间隙为一个太阳能单电池10 的一边与同该一边相对的另一个太阳能单电池10的一边之间。换言之, 该相邻的2个太阳能单电池10的间隙在行方向上是细长的,沿着与太 阳能电池串10S平行的方向延伸。换言之,光反射部件30位于隔开间 隙配置的相邻的2个太阳能单电池10,在没有由配线件20连接的相邻 的2个太阳能单电池10的背面侧,以从一个太阳能单电池10跨至另 一个太阳能单电池10的方式设置。
在本实施方式中,关于光反射部件30,除了最外周的太阳能电池 串10S的太阳能单电池10之外,在1个太阳能单电池10设置有2个 光反射部件30。光反射部件30是在太阳能电池串10S的行方向上延伸 的带状的片,作为一例,为细长的矩形状。光反射部件30的宽度方向 (Y轴方向)的一个端部与太阳能单电池10的端部重叠,沿着太阳能 单电池10的一边而贴附。换言之,光反射部件30与配线件20大致平 行地贴附。
在本实施方式中,光反射部件30具有衬底层(基膜层)31、形状 加工层32、和光反射层33,向Z轴负方向按该顺序层叠而成。
光反射部件30由设于太阳能单电池10的背面侧的粘接层34(紫 外线吸收层的一例),粘接在太阳能单电池10的背面侧。含有紫外线 吸收剂39(UVA:UltraVioletAbsorber)的紫外线吸收层(在本实施方 式中为粘接层34)设置于正面侧填充部件61与衬底层31之间。粘接 层34以夹在衬底层31与太阳能单电池10之间的方式设置,是形成于 衬底层31的太阳能单电池10侧的透明的粘接部件。
粘接层34设置于与光反射层33相比靠光的入射侧的位置。换言 之,粘接层34设置于衬底层31的正面整面。粘接层34覆盖光反射层 33的太阳能单电池10侧整体。在粘接层34具有粘接剂36和包含于粘 接剂36的紫外线吸收剂39。换言之,粘接层34是将光反射部件30粘接在太阳能单电池10的端部的含有紫外线吸收剂39的紫外线吸收 层。
例如,粘接剂36是包含乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)的热敏粘接剂或 压敏粘接剂。由此,能够通过加热压接将光反射部件30粘接固定在太阳能单电池10。
像这样,通过使用比衬底层31柔软的材料作为粘接层34的材料, 在隔着粘接层34将光反射部件30粘接在太阳能单电池10时,能够在 太阳能单电池10的背面和侧面形成粘接层34的焊脚。其结果是,能 够增大太阳能单电池10与粘接层34的接触面积,因此,能够提高太 阳能单电池10与光反射部件30的粘接力。
紫外线吸收剂39为分子量超过1000的高分子量型的该紫外线吸 收剂。紫外线吸收剂39大致均匀地设置于粘接层34,具有吸收光所含 有的紫外线的性质。紫外线吸收剂39例如是二苯甲酮类、苯并三唑类、 三嗪类、氰基丙烯酸酯类、水杨酸类、丙烯腈类等的紫外线吸收剂。 更具体地进行表示,作为紫外线吸收剂39,包含2,2'-亚甲基双[6-(2H- 苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚(BASF公司制造的Tinuvin 360)或2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧]-酚(BASF 公司制造的Tinuvin 1577ED)。此外,粘接层34中的紫外线吸收剂39 的含有量为5×10-5(g/cm2)左右以上。粘接层34的紫外线透射率比衬底层31的紫外线透射率低。具体而言,粘接层34中的波长360nm 的光的透射率优选为衬底层31的波长360nm的光的透射率的0.02倍 以上,0.50倍以下。
另外,在本实施方式中,将衬底层31、形状加工层32和光反射层 33作为了光反射部件30,但也可以在衬底层31、形状加工层32和光 反射层33之外加上粘接层34而作为光反射部件30。换言之,光反射 部件30也可以采用衬底层31、形状加工层32、光反射层33和粘接层 34的四层结构。
衬底层31例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或丙烯酸等构成。 此外,光反射层33是例如由铝或银等金属构成的金属膜,在本实施方 式中,是铝蒸镀膜。
在太阳能单电池10的背面的粘接层34与光反射层33之间设置有 衬底层31和形状加工层32。换言之,光反射层33隔着形状加工层32、 衬底层31和粘接层34设置于太阳能单电池10。在本实施方式中,衬 底层31和形状加工层32与光反射层33同样,以跨相邻的2个太阳能 单电池10的间隙的方式设置。
衬底层31与形状加工层32和光反射层33相比存在于太阳能单电 池10侧。因此,为了使从太阳能电池组件1的主受光面入射的光被光 反射层33的该主受光面侧的面反射,衬底层31和形状加工层32的材 料由透明材料等透光性材料构成。
作为衬底层31的具体的材料,有例如聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)或丙烯酸等,在本实施方式中,衬底层31为透明的PET片。 构成衬底层31的材料由与太阳能单电池10等相比对紫外线的抵抗能 力相对较弱的树脂构成。此外,由PET构成的衬底层31的折射率比1.5大。
在衬底层31的背面设置有凹凸形状的形状加工层32。形状加工层 32例如凹部(谷部)与凸部(山部)之间的高度为5μm以上100μm以 下,相邻的凸部的间隔(节距)为20μm以上400μm以下。在本实施 方式中,凹部与凸部之间的高度为12μm,相邻的凸部的间隔(节距)为40μm。
关于形状加工层32的形状,作为一例,设为沿着光反射部件30 的长度方向的三角槽形状。但是,形状加工层32的形状不限于此,只 要能够使光散射,则也可以是圆锥形状、四角锥形状或多角锥形状、 或者将这些形状组合而得到的形状等。另外,关于形状加工层32的材 料,可以与衬底层31所示例的材料相同。
光反射层33形成于形状加工层32的背面。光反射层33例如为由 铝或银等金属构成的金属膜(金属反射膜)。由金属膜构成的光反射层 33例如通过蒸镀等形成于衬底层31的形状加工层32的背面。因此, 光反射层33的正面形状仿效形状加工层32的凹凸形状而成为凹凸形 状。换言之,光反射层33为多个凸部与多个凹部反复的结构。另外, 在本实施方式中,光反射层33为铝蒸镀膜。
光反射部件30为衬底层31、形状加工层32和光反射层33的层叠 结构。换言之,将在形状加工层32的背面形成了光反射层33的层用 作光反射部件30。光反射部件30具有反射所入射的光的光反射作用。
如图1和图2所示,光反射部件30设置有多个。各光反射部件30 为在太阳能电池串10S的长度方向上延伸的带状的光反射片,作为一 例,为细长矩形状且为薄板状。各光反射部件30例如长度为100mm~130mm,宽度为1mm~20mm,厚度为0.05mm~0.5mm。作为一例, 光反射部件30的长度为125mm,宽度为5mm,厚度为0.1mm。
在本实施方式中,光反射部件30具有凹凸形状的光反射层33,因 此,能够使入射到光反射部件30的光向规定的方向扩散反射。换言之, 光反射部件30是作为光扩散反射部件发挥作用的光扩散反射片。
在本实施方式中,光反射部件30配置于太阳能单电池10的背面 侧。若将光反射部件30配置于太阳能单电池10的正面侧,则在光反 射部件30与太阳能单电池10重叠的部分,太阳能单电池10的有效区 域(发电区域)可能被光反射部件30遮光而产生因遮光造成的损失, 但通过将光反射部件30配置于太阳能单电池10的背面侧,能够减少 这样的因遮光而造成的损失。
如图3和图4所示,此外,光反射部件30以光反射层33的背面 与背面保护部件50相对的方式配置。换言之,光反射部件30以衬底 层31位于正面保护部件40侧,且光反射层33位于背面保护部件50 侧的方式配置。
光反射部件30由填充部件60密封。具体而言,光反射部件30由 正面侧填充部件61和背面侧填充部件62密封。更具体而言,光反射 部件30的正面保护部件40侧(主受光面侧)由正面侧填充部件61覆 盖,光反射部件30的背面保护部件50侧由背面侧填充部件62覆盖。
像这样,相邻的2个太阳能单电池10(太阳能单电池10与相邻的 其他太阳能单电池10)之间的间隙由光反射部件30(光反射层33)覆 盖。
由此,从主受光面侧入射到太阳能电池组件1的光中的入射到相 邻的2个太阳能单电池10之间的间隙的光透过正面保护部件40、正面 侧填充部件61和粘接层34而到达光反射部件30,透过光反射部件30 的衬底层31和形状加工层32而由光反射层33的凹凸形状扩散反射(散 射)。该扩散反射了的光由正面保护部件40与空气层的界面或正面保 护部件40与填充部件60的界面反射,并被导入到太阳能单电池10。 其结果是,入射到发电无效区域(在本实施方式中为相邻的2个太阳 能电池串10S之间的间隙的区域,是入射的光不对发电起帮助作用的 区域)即相邻的2个太阳能单电池10之间的间隙的区域的光也能够有 效地对发电起到帮助作用,由此,太阳能电池组件1的发电效率提高。
特别是,在本实施方式中,光反射部件30设置于太阳能单电池10 的端部的发电无效区域。由此,能够提高生产性并高效地利用太阳能 单电池10的发电能力。
[正面保护部件、背面保护部件]
如图3所示,正面保护部件40是保护太阳能电池组件1的正侧的 面的部件,其从风雨、外部撞击等外部环境保护太阳能电池组件1的 内部(太阳能单电池10等)。正面保护部件40配置于太阳能单电池10 的正面侧,保护太阳能单电池10的正面侧的受光面。
正面保护部件40由透光性部件构成,该透光性部件在太阳能单电 池10使用于光电转换的波段的光透过。正面保护部件40例如是由透 明玻璃材料构成的玻璃衬底、或是由膜状、板状的具有透光性和防水 性的硬质树脂材料构成的树脂衬底。
另一方面,背面保护部件50是保护太阳能电池组件1的背侧的面 的部件,其从外部环境保护太阳能电池组件1的内部。背面保护部件 50配置于太阳能单电池10的背面侧,保护太阳能单电池10的背面侧 的受光面。
背面保护部件50为例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘 二甲酸乙二醇酯(PEN)等树脂材料构成的膜状或板状的树脂片。
本实施方式中的太阳能电池组件1为片面受光方式,因此,背面 保护部件50也可以设为不透光的板体或膜。在该情况下,作为背面保 护部件50,例如也可以使用黑色部件或在内部具有铝箔等金属箔的树 脂膜等的层叠膜等的不透光部件(遮光性的部件)。另外,背面保护部 件50并不限于不透光部件,也可以使用由玻璃材料构成的玻璃片或玻 璃衬底等。
在正面保护部件40与背面保护部件50之间填充有填充部件60。 正面保护部件40和背面保护部件50与太阳能单电池10由该填充部件 60粘接固定。
[填充部件]
填充部件60配置于正面保护部件40与背面保护部件50之间。在 本实施方式中,填充部件60以埋入正面保护部件40与背面保护部件50之间的方式填充。
填充部件60由正面侧填充部件61和背面侧填充部件62构成。正 面侧填充部件61和背面侧填充部件62分别覆盖配置为矩阵状的多个 太阳能单电池10。
正面侧填充部件61以从各太阳能单电池10的正面侧覆盖太阳能 单电池10和光反射层33的方式形成。具体而言,正面侧填充部件61 以从正面保护部件40侧覆盖所有的太阳能单电池10和所有的光反射 部件30的方式形成。
背面侧填充部件62以从各太阳能单电池10的背面侧覆盖太阳能 单电池10和光反射层33的方式形成。具体而言,背面侧填充部件62 以从背面保护部件50侧覆盖所有的太阳能单电池10和所有的光反射 部件30的方式形成。
多个太阳能单电池10例如在由片状的正面侧填充部件61与背面 侧填充部件62夹着的状态下被实施层压处理(层压加工),从而整体 由填充部件60覆盖。
具体而言,用配线件20将多个太阳能单电池10连结而形成太阳 能电池串10S,之后,用正面侧填充部件61和背面侧填充部件62夹着 多根太阳能电池串10S,然后,在其上下配置正面保护部件40和背面 保护部件50,以例如100℃以上的温度,在真空中进行热压接。通过 该热压接,正面侧填充部件61和背面侧填充部件62被加热熔融,成 为密封太阳能单电池10的填充部件60。
层压处理前的正面侧填充部件61是例如由EVA或聚烯烃等树脂 材料构成的树脂片,配置于多个太阳能单电池10与正面保护部件40 之间。正面填充部件61可以含有如上所述的紫外线吸收剂。正面侧填 充部件61以通过层压处理而主要埋入太阳能单电池10与正面保护部 件40之间的间隙的方式填充。
正面侧填充部件61由透光性材料构成。在本实施方式中,使用由 EVA构成的透明树脂片作为层压处理前的正面侧填充部件61。
层压处理前的背面侧填充部件62为例如由EVA或聚烯烃等树脂 材料构成的树脂片,配置于多个太阳能单电池10与背面保护部件50 之间。背面侧填充部件62以通过层压处理主要埋入太阳能单电池10 与背面保护部件50之间的间隙的方式填充。
本实施方式中的太阳能电池组件1为片面受光方式,因此,背面 侧填充部件62不限于透光性材料,也可以由黑色材料或白色材料等着 色材料构成。作为一例,可使用由EVA构成的白色树脂片作为层压处 理前的背面侧填充部件62。
此外,在正面侧填充部件61含有紫外线吸收剂时,包含于粘接层 34的紫外线吸收剂的量优选为与包含于正面侧填充部件61的紫外线 吸收剂的量为相同程度,或比后者多。具体而言,优选为含有紫外线 吸收剂的粘接层34的波长360nm的光的透射率是含有紫外线吸收剂的 正面侧填充部件61的波长360nm的光的透射率的1.2倍以下。粘接层 34的波长360nm的光的透射率与正面侧填充部件61的波长360nm的 光的透射率的关系能够根据衬底层31的光的透射率、光反射层33处 的光的反射率等来决定。
[框架]
如图1所示,框架70是覆盖太阳能电池组件1的周缘端部的外框。 框架70例如为铝制的铝框架(铝框)。框架70使用4根,分别安装在 太阳能电池组件1的4边的每一个边。框架70例如使用粘接剂固接于 太阳能电池组件1的各边。
另外,虽未图示,但在太阳能电池组件1设置有端子盒,其用于 提取由太阳能单电池10所发的电力。端子盒例如固定于背面保护部件 50。在端子盒内置有被安装在电路基板上的多个电路部件。
[制造方法]
接下来,使用图5对本实施方式中的太阳能电池组件1的制造方 法进行说明。图5是表示实施方式的太阳能电池组件1的制造方法的 说明图。
如图5所示,首先,利用具有导电性的粘接剂将配线件20贴附在 太阳能单电池10上。此时,沿着太阳能单电池10的正侧集电极11(背 侧集电极12)的主栅线电极在其正面上配置粘接剂,将配线件20配置 在主栅线电极上。随后,通过使用压接装置使配线件20与太阳能单电 池10热压接,而将配线件20与太阳能单电池10电连接。例如,将规 定的温度设为200℃,进行10秒的热压接(加热和加压),从而将配线 件20与太阳能单电池10贴合。采用此种方式,在本实施方式中,得 到12张太阳能单电池10在行方向上排列的太阳能电池串10S(串形成 工序)。
接着,准备在光反射部件30的受光面侧涂敷了含有紫外线吸收剂 39的粘接层34的光反射部件30。将光反射部件30配置于相邻的2个 太阳能电池串10S的间隙(光反射部件配置工序、紫外线吸收剂配置 工序)。此时,光反射部件30以横跨相邻的2个太阳能电池串10S的 间隙的方式配置,Y轴方向上的两侧端部向太阳能单电池10的端部伸 出。随后,将配置于相邻的2个太阳能单电池10各自的间隙的光反射 部件30热压接并贴附(贴附工序)。
然后,将在贴附工序中得到的相邻的2个太阳能电池串10S经由 配线件20与连接配线连接。另外,连接配线的连接既可以在贴附工序 之前进行,也可以在贴附工序之后进行,还可以与贴附工序同时进行。 由此,多个太阳能电池串10S串联连接或并联连接而构成单电池阵列。
接下来,形成依次层叠有正面保护部件40、正面侧的树脂片6、 粘接有光反射部件30的太阳能电池串10S、背面侧的树脂片6和背面 保护部件50的层叠体(层叠体形成工序)。
接着,将在层叠体形成工序中形成的层叠体热压接(层压处理工 序)。并且,将该层叠体在例如100℃以上的温度下在真空中进行热压 接(加热和压接)。通过该热压接,各个树脂片6被加热熔融,成为 密封太阳能单电池10的填充部件60。之后,将框架7安装于太阳能电 池组件1。具体而言,在太阳能电池组件1的4边的每一个边的周缘端 部利用硅树脂等粘接剂来固定框架7。由此,制作太阳能电池组件1。
[效果等]
接下来,对本实施方式的太阳能电池组件1的效果进行说明。
如上所述,本实施方式的太阳能电池组件1具有:太阳能单电池 10,其具有正面和背面;正面侧填充部件61,其设置于太阳能单电池 10的正面侧,由透明树脂片构成;光反射部件30,其以从太阳能单电 池10的端部伸出的方式设置,且具有反射入射的光的光反射层33、和 层叠在光反射层33上且设置于光的入射侧的衬底层31;和紫外线吸收 剂39,其位于正面侧填充部件61的背面侧且设置于与光反射层33相 比靠光的入射侧的位置。
因为光反射部件30处于暴露在太阳光下的环境中,所以易于因紫 外线而受到损伤。例如,为了吸收入射到光反射部件30的衬底层31 的紫外线,含有紫外线吸收剂39的粘接层34设置于光反射层33的太 阳能单电池10侧。因此,透过了正面保护部件40和正面侧填充部件 61的光由紫外线吸收剂39将紫外线吸收。因此,由紫外线吸收剂39 吸收了紫外线的剩余的光即使入射到衬底层31,与紫外线没有被吸收 的光相比,也难以造成损伤。其结果是,能够抑制衬底层31的黄变和 开裂等。
因此,在该太阳能电池组件1中,能够抑制因衬底层31的黄变而 导致的外观不良,且抑制因老化而导致的衬底层31的开裂。
此外,本实施方式的太阳能电池组件1的制造方法包括:将光反 射部件30以从太阳能单电池10的端部伸出的方式设置的光反射部件 配置工序,其中该光反射部件30具有将入射的光反射的光反射层33 和层叠于光反射层33的、设置于光的入射侧的衬底层31;和将紫外线 吸收剂39设置于与光反射层33相比靠光的入射侧的位置的紫外线吸 收剂配置工序。
根据该制造方法,能够得到能够抑制衬底层31的因黄变而导致的 外观不良,且能够抑制因老化而导致的衬底层31的开裂的太阳能电池 组件1。
此外,本实施方式的太阳能电池组件1还包括紫外线吸收层(在 本实施方式中为粘接层34),其设置于正面侧填充部件61与衬底层31 之间,将光反射部件30粘接在太阳能单电池10的端部,且含有紫外 线吸收剂39。
根据该构成,在光反射层33与太阳能单电池10之间,在衬底层 31上层叠有含有紫外线吸收剂39的粘接层34,因此,包含于透过了 正面保护部件40和正面侧填充部件61的光中的紫外线被粘接层34的 紫外线吸收剂39吸收。其结果是,紫外线难以入射到衬底层31,因紫 外线而导致的衬底层31的劣化得到抑制。
此外,在本实施方式的太阳能电池组件1中,光反射部件30设置 于太阳能单电池10的背面侧。
当在太阳能单电池10的正侧光反射部件30张开时,仅在太阳能 单电池10与光反射部件30重叠的位置,在太阳能单电池10发生因遮 光而造成的损失。根据该结构,由于光反射部件30设置于太阳能单电 池10的背面侧,所以能够减轻在太阳能单电池10的受光面产生的因 遮光造成的损失。
此外,在本实施方式的太阳能电池组件1中,粘接层34(紫外线 吸收层)的波长360nm的光的透射率为衬底层31的波长360nm的光 的透射率的0.02倍以上0.50倍以下。
当基于紫外线吸收剂39的紫外线的透射率超过上限值时,紫外线 照射到位于粘接层34的下层(Z轴负方向)的衬底层31,可能使衬底 层31劣化。此外,当基于紫外线吸收剂39的紫外线的透射率超过下 限值时,可能发生粘接层34与填充部件60的粘接性下降、粘接层34 的透光性下降致使可见光的透射率下降等。
此外,在本实施方式的太阳能电池组件1中,正面侧填充部件61 也可以含有紫外线吸收剂。此时,紫外线吸收层(在本实施例中为粘 接层34)的波长360nm的光的透射率为正面侧填充部件61的波长 360nm的光的透射率的1.0倍以上1.2倍以下。
根据该构成,含有紫外线吸收剂39的粘接层34的光的透射率比 含有紫外线吸收剂39的正面侧填充部件61的波长360nm的光的透射 率小,因此,与正面侧填充部件61相比,粘接层34易于吸收该光。 因此,紫外线在入射到衬底层31之前即被吸收,与紫外线没有被吸收 时相比,难以对衬底层31造成损伤。
此外,在本实施方式的太阳能电池组件1中,紫外线吸收剂39为 分子量超过1000的高分子量型的该紫外线吸收剂。
根据该构成,与使用含有分子量未超过1000的紫外线吸收剂39 的紫外线吸收层的情况相比,在含有高分子量型的紫外线吸收剂39的 粘接层34中,高分子量型的紫外线吸收剂39难以向填充部件60移动。 因此,在该太阳能电池组件1中,紫外线吸收层即粘接层34所含有的 紫外线吸收剂39的含有量(浓度)难以下降,因此,能够抑制衬底层 31的老化。作为低分子量型的紫外线吸收剂39,可列举2,2'-亚甲基双 [6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)酚(BASF公司制 造的Tinuvin 360)或2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧]- 酚(BASF公司制造的Tinuvin 1577ED)等。此外,作为分子量超过 1000的高分子量型的紫外线吸收剂39,可列举BASF社制UVA-903KT、 UVA-935LH等。
(实施方式的变形例1)
图6是实施方式的变形例1的太阳能电池组件1的局部放大截面 图。
如图6所示,本变形例中的太阳能电池组件1在下述方面与上述 实施方式中的太阳能电池组件1不同,即:紫外线吸收剂138设置于 衬底层131。
在本变形例中,光反射部件130的衬底层131(紫外线吸收层的一 例)例如具有:由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或丙烯酸等构成的基 材139、和基材139所含有的紫外线吸收剂138。衬底层131是含有紫 外线吸收剂138的紫外线吸收层。粘接层134与上述实施方式同样, 是由EVA构成的热敏粘接剂或压敏粘接剂。另外,粘接层134既可以 含有紫外线吸收剂138,也可以不含有紫外线吸收剂138。
由此,在本变形例的太阳能电池组件1中,衬底层131含有紫外 线吸收剂138。
根据该构成,即使透过了正面保护部件40和正面侧填充部件61 的光中所含有的紫外线入射到衬底层131,因为衬底层131所含有的紫 外线吸收剂138会吸收紫外线,所以能够抑制衬底层131的基材的黄 变以及开裂。
此外,关于实施方式的本变形例中的太阳能电池组件1的其他作 用效果,也能够起到与实施方式同样的作用效果。
(实施方式的变形例2)
图7是实施方式的变形例2的太阳能电池组件1的局部放大截面 图。
如图7所示,本变形例中的太阳能电池组件1在下述方面与上述 实施方式中的太阳能电池组件1不同,即:粘接层134和光反射部件 30设置有含有不同的紫外线吸收剂238的紫外线吸收层235。
在本变形例的太阳能电池组件1中,填充部件60除了正面侧填充 部件61和背面侧填充部件62之外,在光反射部件30与紫外线吸收层 235之间设置有中侧填充部件63。换言之,中侧填充部件63以被夹在 紫外线吸收层235与光反射部件30之间的方式填充两者之间。
紫外线吸收层235设置为隔着中侧填充部件63与光反射部件30 分离的状态。紫外线吸收层235以含有紫外线的太阳光不入射到相邻 的2个太阳能单电池10之间的间隙的方式,覆盖光反射部件30的衬 底层31整体。换言之,紫外线吸收层235以覆盖相邻的2个所述太阳 能单电池10的间隙的方式设置。紫外线吸收层235的基材由透明材料 等透光性材料构成,例如可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或丙 烯酸等。
另外,在本变形例中,中侧填充部件63设置于紫外线吸收层235 与光反射部件30之间,但是也可以不设置中侧填充部件63,而成为紫 外线吸收层235与光反射部件30的受光面接触的状态。因此,中侧填 充部件63并不是必须的构成要件。
关于本变形例中的太阳能电池组件1的制造方法,对与实施方式 的不同点进行说明。
在层叠体形成工序中,形成依次层叠有正面保护部件40、正面侧 的树脂片6、粘接有光反射部件30的太阳能电池串10S、配置于相邻 的太阳能电池串10S的间隙的中侧的树脂片6、紫外线吸收层235、背 面侧的树脂片6、和背面保护部件50的层叠体(层叠体形成工序)。
并且,对在层叠体形成工序中形成的层叠体进行热压接(层压处 理工序)。通过该热压接,各个树脂片6被加热熔融,成为密封太阳能 单电池10的填充部件60。具体而言,正侧的树脂片6成为正面侧填充 部件61,中侧的树脂片6成为中侧填充部件63,背侧的树脂片6成为 背面侧填充部件62。由此,制作太阳能电池组件1。
通过此种方式,实施方式的本变形例的太阳能电池组件1还包括 紫外线吸收层235,其含有紫外线吸收剂238且以覆盖相邻的2个太阳 能单电池10的间隙的方式设置。
根据该构成,含有紫外线吸收剂238的紫外线吸收层235以覆盖 相邻的2个太阳能单电池10的间隙的方式设置。因此,即使在光反射 部件30的衬底层31暴露于太阳光的环境下,透过了正面保护部件40 和正面侧填充部件61的光中所含有的紫外线被紫外线吸收层235吸 收,该被吸收过的剩余的光入射到光反射部件30的衬底层31。其结果 是,在该太阳能电池组件1中,入射到衬底层31的紫外线得到抑制, 衬底层31的黄变以及开裂等得到抑制。
此外,关于实施方式的本变形例中的太阳能电池组件1的其他作 用效果,也能够起到与实施方式同样的作用效果。
(其他的变形例等)
以上,基于实施方式和实施方式的变形例1、2对本发明的太阳能 电池组件进行了说明,但本发明不限于上述实施方式和实施方式的变 形例1、2。
例如,在上述各实施方式中,根据太阳能电池组件的制造方法, 有时不需要设置将光反射部件粘接在太阳能单电池的背面的粘接层, 因此,粘接层并非必须的构成要件。
此外,在上述各实施方式中,紫外线吸收剂只要位于光从衬底层 入射的面侧即可,并不需要必须与衬底层接触。但是,考虑到从周围 的绕入光,最好尽可能地配置在距衬底层较近的位置,且优选在粘接 层中含有紫外线吸收剂。
此外,在上述各实施方式中,光反射部件以不与太阳能单电池的 背面侧集电极重叠的方式配置,但不限于此。具体而言,光反射部件 也可以以与太阳能单电池的背面侧集电极的端部(副栅线的端部)重 叠的方式配置。
此外,在上述各实施方式中,光反射部件配置于相邻的2个太阳 能电池串之间的间隙,但不限于此。例如,也可以将光反射部件配置 在太阳能电池串内的相邻的太阳能单电池之间的间隙。光反射部件采 用与光反射部件同样的结构,能够以与光反射部件相同的配置和形状 贴附在太阳能单电池。
此外,在上述各实施方式中,光反射部件在相邻的2个太阳能电 池串之间的间隙,设置于相邻的太阳能单电池的各间隙,但不限于此。 例如,光反射部件也可以在相邻的2个太阳能电池串之间的间隙,以 沿着太阳能电池串的长度方向横跨多个太阳能单电池的方式设置。作 为一例,光反射部件也可以是横跨太阳能电池串的整体的1张细长状 的光反射片。
此外,在上述各实施方式中,光反射部件设置于所有的太阳能电 池串的间隙,但也可以仅在一部分的间隙设置光反射部件。换言之, 也可以存在没有设置光反射部件的太阳能单电池间。
此外,在上述各实施方式中,太阳能单电池的半导体衬底为n型 半导体衬底,但半导体衬底也可以是p型半导体衬底。
此外,在上述各实施方式中,太阳能单电池的光电转换部的半导 体材料为硅,但不限于此。作为太阳能单电池的光电转换部的半导体 材料,也可以使用砷化镓(GaAs)或磷化铟(InP)等。
另外,除上述之外,对于各实施方式和实施方式的变形例1、2实 施本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的方式、以及在不脱离 本发明的宗旨的范围内对各实施方式和实施方式的变形例1、2的构成 要素和作用任意地组合而实现的方式也包含于本发明。
符号说明
1 太阳能电池组件
10 太阳能单电池
30 光反射部件
31 衬底层
33 光反射层
34 粘接层(紫外线吸收层)
39、138、238 紫外线吸收剂
61 正面侧填充部件
131 衬底层(紫外线吸收层)
235 紫外线吸收层。

Claims (9)

1.一种太阳能电池组件,其特征在于,包括:
太阳能单电池,其具有正面和背面;
正面侧填充部件,其设置于所述太阳能单电池的所述正面侧,由透明树脂片构成;
光反射部件,其以从所述太阳能单电池的端部伸出的方式设置,且具有反射所入射的光的光反射层、层叠在所述光反射层上且设置于所述光的入射侧的衬底层、和设置于所述衬底层的光的入射侧且将所述衬底层粘接于所述太阳能单电池的背面的粘接层;和
紫外线吸收剂,其位于所述正面侧填充部件的背面侧,且设置于作为与所述光反射层相比靠所述光的入射侧的所述粘接层,
所述粘接层设置在所述正面侧填充部件与所述衬底层之间,将所述光反射部件粘接于所述太阳能单电池的端部,是含有所述紫外线吸收剂的紫外线吸收层。
2.一种太阳能电池组件,其特征在于,包括:
太阳能单电池,其具有正面和背面;
正面侧填充部件,其设置于所述太阳能单电池的所述正面侧,由透明树脂片构成;
光反射部件,其以从所述太阳能单电池的端部伸出的方式设置,且具有反射所入射的光的光反射层、层叠在所述光反射层上且设置于所述光的入射侧的衬底层、和设置于所述衬底层的光的入射侧且将所述衬底层粘接于所述太阳能单电池的背面的粘接层;
紫外线吸收剂,其位于所述正面侧填充部件的背面侧,且设置于与所述光反射层相比靠所述光的入射侧的位置;和
紫外线吸收层,其以覆盖相邻的2个所述太阳能单电池的间隙的方式设置,含有所述紫外线吸收剂,
所述紫外线吸收层配置在与所述粘接层相比靠所述光的入射侧的位置。
3.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件,其特征在于:
所述衬底层含有所述紫外线吸收剂。
4.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件,其特征在于:
所述光反射部件设置于所述太阳能单电池的背侧。
5.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件,其特征在于:
所述紫外线吸收层的波长360nm的光的透射率为所述衬底层的波长360nm的透射率的0.02倍以上0.50倍以下。
6.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件,其特征在于:
所述正面侧填充部件含有紫外线吸收剂,
所述紫外线吸收层的波长360nm的光的透射率为所述正面侧填充部件的波长360nm的光的透射率的1.2倍以下。
7.如权利要求1或2所述的太阳能电池组件,其特征在于:
所述紫外线吸收剂是分子量超过1000的高分子量型的紫外线吸收剂。
8.一种太阳能电池组件的制造方法,其特征在于,包括:
将光反射部件以从太阳能单电池的端部伸出的方式设置的光反射部件配置工序,其中所述光反射部件具有反射所入射的光的光反射层、层叠在所述光反射层上并设置于所述光的入射侧的衬底层、和设置于所述衬底层的光的入射侧且将所述衬底层粘接于所述太阳能单电池的背面的粘接层;和
将紫外线吸收剂设置于作为与所述光反射层相比靠所述光的入射侧的所述粘接层的紫外线吸收剂配置工序,其中
所述粘接层设置在作为设置于所述太阳能单电池的正面侧的由透明树脂片构成的正面侧填充部件与所述衬底层之间,将所述光反射部件粘接于所述太阳能单电池的端部,是含有所述紫外线吸收剂的紫外线吸收层。
9.一种太阳能电池组件的制造方法,其特征在于,包括:
将光反射部件以从太阳能单电池的端部伸出的方式设置的光反射部件配置工序,其中所述光反射部件具有反射所入射的光的光反射层、层叠在所述光反射层上并设置于所述光的入射侧的衬底层、和设置于所述衬底层的光的入射侧且将所述衬底层粘接于所述太阳能单电池的背面的粘接层;
将紫外线吸收剂设置于与所述光反射层相比靠所述光的入射侧的位置的紫外线吸收剂配置工序;和
以覆盖相邻的2个所述太阳能单电池的间隙的方式设置含有所述紫外线吸收剂的紫外线吸收层的紫外线吸收层配置工序,其中
所述紫外线吸收层配置在与所述粘接层相比靠所述光的入射侧的位置。
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