CN110313074A - 太阳能电池模块 - Google Patents

太阳能电池模块 Download PDF

Info

Publication number
CN110313074A
CN110313074A CN201880013431.8A CN201880013431A CN110313074A CN 110313074 A CN110313074 A CN 110313074A CN 201880013431 A CN201880013431 A CN 201880013431A CN 110313074 A CN110313074 A CN 110313074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wiring material
electrode
photoelectric conversion
mentioned
conversion part
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
CN201880013431.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110313074B (zh
Inventor
寺下彻
吉河训太
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.)
Kaneka Corp
Original Assignee
Kaneka Corp
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 Kaneka Corp filed Critical Kaneka Corp
Publication of CN110313074A publication Critical patent/CN110313074A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110313074B publication Critical patent/CN110313074B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H01L31/022433—Particular geometry of the grid contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/02002—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations
    • H01L31/02005—Arrangements for conducting electric current to or from the device in operations for device characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/02008—Arrangements 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
    • H01L31/02013—Arrangements 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor 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
    • H01L31/04—Semiconductor 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
    • H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
    • H01L31/05—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells
    • H01L31/0504—Electrical interconnection means between PV cells inside the PV module, e.g. series connection of PV cells specially adapted for series or parallel connection of solar cells in a module

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及太阳能电池模块。太阳能电池模块(200)具备经由布线材料(83、84)连接多个太阳能电池(101、102、103)而得的太阳能电池串。太阳能电池(101)具有：光电转换部(50)；设置于光电转换部的受光面的受光面电极(70)；以及配置于光电转换部的背面的金属膜(5)。金属膜在其与布线材料的连接区域中，沿着布线材料的延伸方向具有多个开口。布线材料经由粘合层(89)而与金属膜、以及从金属膜的开口露出了的光电转换部或者固定于光电转换部上的电极连接。在金属膜与光电转换部之间存在非接合部(59)。

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
使用了单晶硅衬底、多晶硅衬底等结晶半导体衬底的结晶系太阳能电池在受光面侧具备图案状的金属电极。在单面入射型的太阳能电池中，以未被半导体衬底吸收而到达了背面的光的有效利用、载流子回收效率提高为目的，在电池的背面侧的大致整个面设置金属膜。
结晶系太阳能电池由于一个电池的面积小，所以在受光面侧的玻璃板与背面侧的背板之间密封经由布线材料(互连器)电连接多个电池而成的太阳能电池串由此被模块化的部件被投入实际使用。若在室外长期使用太阳能电池模块，则往往因电池与布线材料的尺寸变化的不同而产生布线材料从电池的剥离、电池的翘曲、电池的破损等，而特性降低。
在专利文献1中公开了如下太阳能电池模块，即在使用焊料等将布线材料连接于被设置在电池的背面的Al膜状电极上之后，以覆盖膜状电极以及布线材料的方式设置铜箔等金属箔。在该模块中，以覆盖膜状电极以及布线材料的方式设置的金属箔有助于串联电阻减少，所以能够减少布线材料的厚度。因此，能够减少电池与布线材料的连接部分的应力，能够抑制电池的翘曲、破裂。
在专利文献2中，在被设置于背面的膜状电极的开口下使硅衬底露出，经由导电性粘合剂连接硅衬底与布线材料，由此提高布线材料的粘合性。在专利文献3等所公开的PERC(Passivated Emitter and Rear Cell：钝化发射极和背面电池)构造的太阳能电池中，在衬底背面的钝化膜上形成膜状的金属电极，将以从该金属电极的开口露出的方式设置的Ag电极与布线材料焊接，由此提高电池与布线材料的粘合性。
专利文献1：日本特开2005-167158号公报
专利文献2：日本特开2011-228418号公报
专利文献3：日本特开2016-189433号公报
如专利文献2、专利文献3公开的那样，在局部连接太阳能电池的电极与布线材料的情况下，存在接触电阻增大的情况。另一方面，若将布线材料的整个面与太阳能电池连接，则存在容易产生由应力引起的布线材料的剥离、电池的破损等而可靠性降低的情况。鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种减少太阳能电池与布线材料的接触电阻并且可靠性优异的太阳能电池模块。
发明内容
本发明的太阳能电池模块具备在受光面保护件与背面保护件之间经由布线材料连接多个太阳能电池而得的太阳能电池串。太阳能电池具有：光电转换部；设置于光电转换部的受光面的受光面电极；以及配置于光电转换部的背面的金属膜。
金属膜在其与布线材料的连接区域中，沿着布线材料的延伸方向具有多个开口。在太阳能电池的背面侧，布线材料经由粘合层而与金属膜连接。并且，从金属膜的开口露出了的光电转换部或者固定于光电转换部上的电极也经由粘合层而与布线材料连接。在金属膜与光电转换部之间存在非接合部。
优选金属膜在其与布线材料的连接区域，沿着布线材料的延伸方向，设置有开口的区域的长度的合计是没有设置开口的区域的长度的合计的0.3～3倍。优选金属膜将从由铝、铜以及银构成的组中选择的金属作为主要成分。
优选在太阳能电池的背面，在布线材料的连接中使用导电性粘接膜。作为布线材料优选在受光面侧的表面使用具有凹凸构造的材料。
本发明的太阳能电池模块能够抑制伴随着温度变化的特性降低，具有高的可靠性。
附图说明
图1是一实施方式的太阳能电池模块的示意性剖视图。
图2是表示太阳能电池的受光面的外观的俯视图。
图3是表示太阳能电池的背面的外观的俯视图。
图4是太阳能电池的示意剖视图。
图5是连接了布线材料的太阳能电池的示意剖视图。
图6是表示太阳能电池模块的温度循环试验结果的图表。
图7是表示太阳能电池模块的温度循环试验结果的图表。
具体实施方式
图1是本发明的一实施方式的太阳能电池模块(以下，记载为“模块”)的示意性剖视图。模块200具备多个太阳能电池101、102、103(以下，记载为“电池”)。各个电池在包含结晶半导体衬底1的光电转换部50的受光面以及背面具备电极。
在模块200中，邻接的电池经由布线材料83、84连接而形成串。在串的受光面侧(图1的上侧)设置有受光面保护件91，在背面侧(图1的下侧)设置有背面保护件92。在模块200中，在保护件91、92之间填充密封件，由此串被密封。
图2是一方式的电池的受光面的俯视图，图3是电池的背面的俯视图。图4是图2以及图3的A-A线的剖视图。图4所示的电池101是所谓的PERC构造的太阳能电池，光电转换部50作为结晶半导体衬底具备硅衬底1。
硅衬底1在第一导电型区域11的受光面侧表面具有第二导电型区域12。第一导电型区域与第二导电型区域是具有不同的导电型的半导体区域，一方是p型，另一方是n型。以下对将第一导电型设为p型且将第二导电型设为n型的图3的电池的结构进行说明。
硅衬底1可以是单晶也可是多晶。硅衬底1的厚度是100～300μm左右。在p型硅衬底1的第一导电型区域11作为掺杂剂，包含硼、镓等p型掺杂剂。在第二导电型区域12包含磷等n型掺杂剂。优选在硅衬底1的受光面侧的表面形成有高度1～10μm左右的凹凸。在受光面形成凹凸，由此受光面积增大并且反射率减少，所以提高了光封闭效率。也可在衬底的背面侧也设置纹理构造。
在硅衬底1的受光面(n型区域12侧)设置有反射防止层3，在硅衬底1的背面(p型区域11侧)设置有钝化膜2。硅衬底1、与被设置于硅衬底1的表背的反射防止层3以及钝化膜2构成光电转换部50。在光电转换部50的受光面，在反射防止层3上设置有受光面电极7。在光电转换部50的背面，在钝化膜2上设置有作为电极的金属膜5以及背面母线电极6。在PERC构造的电池中，除了上述电极之外，还设置有贯通钝化膜2的贯通电极4。
反射防止层3减少被照射到电池101的受光面的光的反射率，由此具有增大向硅衬底1的光获取量的作用。反射防止层3例如折射率是1.5～2.5左右，厚度是50～120nm左右。作为反射防止层3的材料可使用氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氧氮化铝、赛隆等绝缘材料。
被设置于硅衬底1的背面的钝化膜2具有相对于硅衬底1的钝化效果，具有减少载流子再结合的作用。钝化膜2的厚度例如是10～200nm左右。作为钝化膜2的材料能够使用氧化铝等绝缘材料。若使用氧化铝等具有负电荷的钝化膜，则利用电场效应而作为少数载流子的电子远离衬底1与钝化膜2的界面，所以能够减少少数载流子的再结合。此外，在硅衬底1的第一导电型区域是n型的情况下，优选作为被设置于背面的钝化膜而使用氮化硅等具有正电荷的材料。
受光面电极7具有规定的图案形状，能够从没有设置金属电极的部分获取光。金属电极的图案形状虽没有被特别限定，但如图2所示，优选被形成为由平行排列的多个指状电极71、以及与指状电极正交地延伸的母线电极72构成的栅格状。
指状电极71是用于汇集由硅衬底1生成的光载流子并向母线电极72输送的电极。如图4所示，指状电极71被设置为贯通反射防止层3并到达衬底1的n型区域12。例如，在反射防止层上印刷银浆，并进行加热，由此能够形成贯通反射防止层的银电极(烧成贯通法(fire-through method))。指状电极71的宽度例如是30～200μm左右，相互隔开1～3mm左右的间隔地设置。
母线电极72是用于将从指状电极输送来的光载流子向电池的外部取出的电极，在模块中布线材料83与母线电极72连接。母线电极72的宽度例如是0.3～5mm左右，在一个电池设置2～5根左右的母线电极。在图4中虽在反射防止层3上设置有母线电极72，但母线电极也可与指状电极相同被设置为贯通反射防止层。
贯通电极4被设置为贯通钝化膜2。贯通电极4的一端与硅衬底1的第一导电型区域11接触，另一端与膜状电极5接触。贯通电极4以俯视观察呈点状或者带状被设置于硅衬底1的背面的整体。作为以贯通钝化膜2的方式设置孔的方法，可举出通过激光加工等形成到达衬底1的贯通孔的方法、烧成贯通法。若通过烧成贯通法形成含有铝的贯通电极4，则能够通过铝向硅衬底1的扩散而形成背面场(BSF)区域(未图示)。优选贯通电极4的直径(宽度)是60～500μm左右，间距是300～2000μm左右。
膜状电极5是以覆盖钝化膜2以及贯通电极4的方式设置的金属膜，具有从贯通电极4回收载流子并将载流子向背面母线电极6或者布线材料84输送的作用。因此，优选膜状电极5覆盖衬底的背面的大致整个面，并被设置为能够与被设置于衬底的背面的全部的贯通电极4接触。膜状电极5的厚度例如是3～100μm左右。
膜状电极5具有开口，背面母线电极6从开口露出。如图3所示，多个背面母线电极6沿着一个方向呈直线状配置。背面母线电极6也可被设置为贯通钝化膜2并到达硅衬底1。背面母线电极6的厚度是1～30μm左右，宽度是0.3～5mm左右。背面母线电极6例如能够通过丝网印刷等将以银为主要成分的导电浆料涂覆为所希望的形状之后，进行烧制，由此而形成。
图5的A是连接了布线材料83、84的电池的示意剖视图。图5的B是图5的A的包围部分的放大图，示出了电池的背面侧的电极的接合状态。如图5的A所示，布线材料83、84经由粘合层88、89而与受光面的母线电极72以及背面的电极5、6连接。邻接的两个电池中的一方的电池的受光面的母线电极72与另一方的电池的背面母线电极6经由布线材料而连接，由此形成太阳能电池串。作为布线材料83、84能够使用铜箔、镀铜箔等。在受光面侧使用具有凹凸构造的布线材料(所谓的光扩散片布线)，由此能够使向布线材料入射的光散射，受光面保护件91处的再反射光被电池获取，模块的光利用效率得以提高。
在电池的背面，以直线状配置母线电极6的区域成为与布线材料84连接的连接区域。在该连接区域，沿着布线材料的延伸方向(x方向)，交替地配置设置有膜状电极5的区域、和母线电极6从膜状电极5的开口露出的区域。
在一般的PERC电池中，通过丝网印刷等将以铝为主要成分的导电浆料涂覆在钝化膜上以及贯通电极上并进行烧制，由此形成在母线电极形成区域具有开口的膜状电极。该膜状电极处于与电池背面的钝化膜以及贯通电极接合的接合状态，并且与背面母线电极物理性连接/电连接。在使用了一般的PERC电池的模块中，背面母线电极与布线材料通过焊接而电连接，膜状电极与布线材料没有被接合。从贯通电极向膜状电极输送的光载流子从膜状电极经由母线电极被向布线材料输送。
与此相对，在本发明的模块中，如图5的A所示，不仅是背面母线电极6，膜状电极5也经由粘合层89而与布线材料84接合。另一方面，膜状电极5在其与电池背面的钝化膜2以及贯通电极4之间具有非接合部分。“非接合”通常如图5的B所示，是在它们之间存在空间59的非接触的状态。另外，即使两者接触，但在界面也没有接合，在未施加按压、吸附、静电等物理性的外力的状态下能够剥离的情况包含于“非接合”。另一方面，经由粘合剂、焊料等粘合层而被粘合的情况、通过印刷、镀覆、CVD、溅射等而膜被紧贴地形成并接合的情况并不是“非接合”。
膜状电极5在其与具有贯通电极4的光电转换部50的背面之间具有非接合部，所以在通过密封被模块化前的串中，存在光电转换部50与膜状电极5的电连接不充分的情况。另一方面，在密封后的模块中，膜状电极5因密封的压力而与光电转换部50的背面紧贴，所以能够确保电池背面的贯通电极4与膜状电极5的电连接。
在本发明的模块中，膜状电极5与光电转换部50具有非接合部，由此即使在产生伴随着温度变化而引起的电池、布线材料的尺寸变化的情况下，也能够避免应力的集中，能够抑制布线材料从电池的剥离、电池的破损等。另外，膜状电极5与布线材料84经由粘合层89接合并电连接，所以即使在产生了由温度变化而引起的布线材料的断线等的情况下，也能够经由膜状电极5在电池的面内输送载流子，能够抑制电阻的上升。因此，对于本发明的模块而言，温度循环耐久性优异，具有高的可靠性。
作为在与光电转换部50之间具有非接触部分的膜状电极5例如可使用金属箔。若在将在与背面母线电极6的形成部分对应的位置具有开口的金属箔配置于光电转换部50上并使背面母线电极6从金属箔的开口露出的状态下，经由导电性粘合剂、焊料等导电性材料连接布线材料，则作为背面母线电极6以及膜状电极5的金属箔与布线材料84经由粘合层89而被连接。背面母线电极6被固定于光电转换部50上，所以布线材料84经由粘合层89而与背面母线电极6以及膜状电极5连接，由此膜状电极5在与光电转换部50非接合的状态下其位置被固定于光电转换部的背面上。
也可在光电转换部50的背面形成了膜状电极5后，从光电转换部剥离膜状电极，由此设置非接合部。例如与一般的PERC电池相同，通过印刷等在光电转换部50的背面(钝化膜2上以及贯通电极4上)设置膜状电极5，背面母线电极6以及膜状电极5、与布线材料84经由粘合层89而连接。若在布线材料84与膜状电极5通过粘合层89被稳固地接合的状态下施加应力，则在光电转换部50与膜状电极5的界面产生剥离，而能够形成非接合部。
在作为粘合层使用焊料来连接布线材料的情况下，以铝为主要成分的膜状电极与焊料的粘合性低，所以若施加应力则容易在膜状电极的焊接界面产生剥离。另一方面，在作为粘合层的材料使用了导电性粘合剂的情况下，膜状电极5与布线材料84稳固地粘合，所以存在膜状电极5与布线材料84之间的粘合力比膜状电极5与光电转换部50的粘合力大的趋势。因此，若对界面施加应力，则膜状电极5与布线材料84经由粘合层89的接合状态被维持，容易在粘合力相对小的光电转换部50与膜状电极5的界面产生剥离，而能够在膜状电极5与光电转换部50之间形成非接合部。
为了通过伴随着与布线材料84的连接的应力，在膜状电极5与光电转换部50之间设置非接合部，除了布线材料84与膜状电极5的粘合力高之外，优选与布线材料84连接的连接部分的应力大。例如，若使用宽度、厚度大的刚性高的布线材料，则容易产生因连接后的尺寸变化引起的电池的翘曲，图5的B所示那样膜状电极5因由此产生的应力从光电转换部50剥离，产生作为非接合部的空间59。若膜状电极从光电转换部剥离，则应力被释放，所以具有电池的翘曲被消除的趋势。
若增大布线材料的宽度，则电池与布线材料的接触面积增大而能够提高粘合性，相反，伴随着受光面中的遮光面积的增大而引起的遮蔽损失的影响变大。因此，优选在受光面侧使用具有凹凸构造的光扩散片布线。优选在光扩散片布线与电池的背面的接合中，使用导电性粘接膜作为粘合层89。
膜状电极5与光电转换部50的界面可以是整体为非接合状态，也可存在非接合部与接合部。从减少模块的布线材料与电池之间的应力的观点考虑，优选布线材料连接区域中的膜状电极5在其与光电转换部50之间具有非接合部。换言之，优选在布线材料84的正下方，膜状电极5与光电转换部50是非接合状态。如上述那样，在光电转换部50与膜状电极5的界面因由与布线材料84的连接引起的应力而产生剥离，由此能够将布线材料84的正下方的膜状电极5与光电转换部50设为非接合状态。
在电池背面的布线材料连接区域，沿着布线材料的延伸方向设置开口的区域的长度W2的合计优选是没有设置开口的区域的长度W1的合计的0.3～3倍，更优选是0.5～2倍，进一步优选是0.7～1.5倍。在W2/W1过大的情况下(开口的比率大的情况下)，从膜状电极的开口露出的光电转换部或者被固定于光电转换部上的背面母线电极与布线材料的连接面积较大，所以在产生了伴随着温度变化而引起的电池、布线材料的尺寸变化的情况下，应力难以消散。另一方面，在W2/W1过小的情况下(开口的比率小的情况下)，从膜状电极的开口露出的光电转换部或者被固定于光电转换部上的背面母线电极与布线材料的连接面积较小，具有布线材料的连接变得不稳定的趋势。若W2/W1在上述范围内，则能够维持布线材料84与电池的固定部分(背面母线电极6)的接合状态，并且能够利用膜状电极5与布线材料84的连接部分使应力消散，所以能够提高模块的耐久性。
在太阳能电池串的受光面侧以及背面侧配置密封件，在受光面保护件91与背面保护件92之间进行密封，由此能够得到模块。作为密封件优选使用以烯烃系弹性体为主要成分的聚乙烯系树脂组成物、聚丙烯、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/乙酸乙烯酯/异氰尿酸三烯丙酯(EVAT)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、硅、聚氨酯、丙烯酸、环氧树脂等透明树脂。受光面侧与背面侧的密封件的材料可以相同也可不同。
受光面保护件91是透光性的，使用玻璃、透明塑料等。作为背面保护件92优选使用光反射性的薄膜。作为光反射性的背面保护件优选呈金属色或者白色等的部件，优选使用白色树脂薄膜、在树脂薄膜间夹持铝等金属箔而得的层叠体等。
在太阳能电池串的受光面侧以及背面侧的各个配置密封件以及保护件并进行了层叠的状态下，进行加热压接，由此密封件在电池间、模块的端部也流动而进行模块化。膜状电极5利用模块化时的压力而与光电转换部50的背面紧贴，所以能够确保贯通电极4与膜状电极5的电连接。
虽对使用了PERC构造的电池的模块进行了说明，但本发明的太阳能电池模块所含的电池若在包含半导体衬底的光电转换部的背面设置具有开口的金属膜，则其结构没有被特别限定。作为金属膜除了铝之外，优选使用以铜、银等为主要成分的材料。上述金属的导电性优异，并且长波长光的反射率高，所以对没有被半导体衬底吸收而到达了电池的背面的红外光进行反射并使其再次向半导体衬底入射，能够提高光利用效率。
也可在光电转换部的背面不设置母线电极。在没有设置母线电极的情况下，只要通过导电性粘合剂等接合在金属膜的开口下露出的光电转换部与布线材料即可。
实施例
以下，基于实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限于下述的实施例。
[太阳能电池的准备]
作为使用了单晶硅衬底的电池，准备了PERC电池。PERC电池在受光面设置有金字塔状的凹凸的厚度200μm的6英寸p型单晶硅衬底(一边的长度是156nm的半方型)的受光面侧具有掺杂了磷的n型半导体区域，在其表面设置有氮化硅反射防止层。在反射防止层上设置有由母线电极于指状电极构成的栅格状的银浆电极。在硅衬底的背面侧设置有氧化铝钝化膜，以贯通钝化膜的方式设置有铝贯通电极，以与钝化膜以及贯通电极接触的方式设置有铝膜状电极。如图3所示，在膜状电极设置有开口，通过Ag浆的印刷以及烧制而形成的背面母线电极在开口下露出。沿着母线电极的延伸方向，设置有膜状电极的区域的长度W1的合计、与没有形成开口的区域的长度W2的合计的比W2/W1是约0.7。受光面以及背面的母线电极的数量都是三根，受光面的母线电极的宽度分别是1.5mm，背面的母线电极的宽度分别是3mm。
[由串的形成所引起的膜剥离有无的验证]
具有表1所示的宽度以及厚度的铜布线材料与上述PERC电池连接，而制作了串联连接九个电池而得的串。在水准1～3以及水准5中，作为布线材料使用了表背是平面状没有凹凸的带状的镀锡铜箔。在水准4中，在受光面侧使用了在具有凹凸构造的铜箔的表面覆盖了银的光扩散片布线。
使受光面的母线电极上的整个面通过焊料与布线材料连接。在水准1～4中，在布线材料连接区域的母线电极上以及膜状电极上的整个面配置导电性粘接膜(CF)而进行了电池背面侧的布线材料的连接。在水准5中，通过朝母线电极上的焊接，进行了电池背面侧的布线材料的连接。使用了CF的布线材料的连接以200℃实施，然后冷却到室温。通过目视观察确认有无连接布线材料后的电池的背面的膜状电极的剥离。在表1示出了结果。
[表1]
在使用了CF将布线材料的整个面与电池的背面连接了的水准1～4中，伴随着布线材料的截面积的增大，观察到了背面的Al膜状电极剥离的趋势。考虑在布线材料的截面积大的情况下，伴随着加热环境下的粘合后的温度变化而引起的电池与布线材料的连接界面的应力大，所以在粘合性相对小的电池背面与膜状电极的界面产生了剥离。另一方面，在水准5中，考虑虽使用了具有与水准4大致相同的截面积的布线材料，但在电池的背面Al膜状电极与布线材料没有被连接，所以没有产生Al膜状电极的剥离。
[模块的制作以及温度循环试验]
使用产生了背面膜状电极的剥离的水准4的串、以及没有产生背面膜状电极的剥离的水准5的串，而制作了太阳能电池模块。在作为受光面侧保护件的白板玻璃上载置EVA薄片，在其上以邻接的串间的距离为2mm的方式配置六列上述太阳能电池串，在串的端部进行邻接的串间的电连接，串联了合计54个太阳能电池。在其上作为背面侧密封件载置EVA薄片，并在其上作为背面保护件载置了在基材PET薄膜上设置白色树脂层而得的白色的光反射性背板。在进行了五分钟的大气压下的加热压接后，以150℃保持了60分钟并使EVA交联，得到了太阳能电池模块。
在测定了太阳能电池模块的初始发电特性(短路电流Isc、开路电压Voc、填充因子FF以及最大输出Pmax)后，以IEC61215为基准实施了温度循环试验。温度循环以下述情况为一个循环，即在将太阳能电池模块导入到试验槽后，以85℃保持10分钟，以100℃/小时降温到-40℃，以-40℃保持10分钟，并且以100℃/小时升温到85℃。在100次循环、200次循环、300次循环、400次循环、500次循环、600次循环、800次循环、1100次循环以及1300次循环后测定了太阳能电池模块的输出，求出了发电特性相对于太阳能电池模块的初始发电特性的比率(保持率)。在图6中示出了Pmax以及FF的保持率。
[参考例：使用了异质接合电池的模块的评价]
作为使用了单晶硅衬底的电池，使用异质接合电池，与上述PERC电池相同，实施了模块化以及循环试验。异质接合电池在表背设置有金字塔状的凹凸的厚度160μm的6英寸n型单晶硅衬底的受光面侧，具备本征非晶硅层、p型非晶硅层以及ITO透明电极层，在硅衬底的背面侧具备本征非晶硅层、n型非晶硅层以及ITO透明电极层。在受光面以及背面的各个设置有由母线电极与指状电极构成的栅格状的镀铜电极。受光面以及背面的母线电极的数量都是三根，各自的宽度是1.5mm。
将具有表1所示的宽度以及厚度的铜布线材料与上述异质接合电池连接，制作了串联连接九个电池而得的串。在水准6中，使用与水准4相同的布线材料，使受光面的母线电极上的整个面通过焊料而与布线材料连接，使背面的母线电极上的整个面通过CF而与布线材料连接。在水准7中，使用与水准5相同的布线材料，使受光面以及背面的母线电极上的整个面通过焊料而与布线材料连接。使用所得到的串，与水准4、5相同，制作了串联54个电池而得的太阳能电池模块，实施了温度循环试验。在图7中示出了直至900次循环为止的每100次循环的Pmax以及FF的保持率。
在示出了使用异质接合电池进行评价的结果的图7中，在使用CF将扩散布线材料连接了的水准6、与使用焊料将没有凹凸的布线材料连接了的水准7之间，没有观察到保持率的差。根据该结果，考虑布线材料的形状以及粘合层的种类没有对保持率造成大的影响。
另一方面，在示出了使用PERC电池进行评价的结果的图6中，与使用焊料将布线材料连接在母线区域上的水准5相比，使用CF来连接光扩散布线材料由此产生了背面膜状电极的剥离的水准4示出了高的保持率。如上述那样，布线材料的形状以及粘合层的种类没有对保持率造成大的影响，所以在水准4中，可以说电池背面的薄膜状Al电极剥离而成为非接合状态是与水准5相比示出了高的保持率的原因。在水准4以及水准5的任一个中，最大输出Pmax的保持率与填充因子FF的保持率联动，所以考虑伴随着布线材料的粘合力降低等而引起的电阻的增加是保持率降低的原因。
根据以上的结果可知，在水准4中，电池背面的膜状Al电极经由导电性粘接膜与布线材料连接并从光电转换部剥离而形成非接合部，由此即使在产生了伴随着温度变化的尺寸变化的情况下，也难以产生针对布线材料的接合界面的应力，布线材料的粘合力被维持从而温度循环耐久性高分。
附图标记的说明
200…太阳能电池模块；101～103…太阳能电池；50…光电转换部；1…硅衬底(结晶半导体衬底)；2…钝化膜；3…反射防止层；4…贯通电极；5…膜状电极(金属膜)；6…背面母线电极；70…受光面电极；71…指状电极；72…母线电极；83、84…布线材料88、89…粘合层；91…受光面保护件；92…背面保护件。

Claims (6)

1.一种太阳能电池模块，具备：经由布线材料连接多个太阳能电池而得的太阳能电池串；配置于上述太阳能电池串的受光面侧的透光性的受光面保护件；以及配置于上述太阳能电池串的背面侧的背面保护件，其中，
上述太阳能电池具有：光电转换部；设置于上述光电转换部的受光面的受光面电极；以及配置于上述光电转换部的背面的金属膜，
上述金属膜在其与上述布线材料的连接区域，沿着布线材料的延伸方向具有多个开口，
上述布线材料经由粘合层而与上述金属膜、以及从上述金属膜的开口露出了的光电转换部或者固定于光电转换部上的电极连接，
在上述金属膜与上述光电转换部之间存在非接合部。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块，其中，
设置于上述布线材料与上述金属膜之间的粘合层是导电性粘接膜。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能电池模块，其中，
在上述布线材料、与从上述金属膜的开口露出了的光电转换部或者固定于光电转换部上的电极之间设置的粘合层是导电性粘接膜。
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，
上述金属膜在其与上述布线材料的连接区域，沿着布线材料的延伸方向，设置有开口的区域的长度的合计是没有设置开口的区域的长度的合计的0.3～3倍。
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，
上述金属膜将从由铝、铜以及银构成的组中选择的金属作为主要成分。
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，
上述布线材料在受光面侧的表面具有凹凸构造。
CN201880013431.8A 2017-03-03 2018-01-15 太阳能电池模块 Active CN110313074B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-041159 2017-03-03
JP2017041159 2017-03-03
PCT/JP2018/000885 WO2018159117A1 (ja) 2017-03-03 2018-01-15 太陽電池モジュール

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110313074A true CN110313074A (zh) 2019-10-08
CN110313074B CN110313074B (zh) 2022-07-26

Family

ID=63370311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880013431.8A Active CN110313074B (zh) 2017-03-03 2018-01-15 太阳能电池模块

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11063160B2 (zh)
JP (1) JP6995828B2 (zh)
CN (1) CN110313074B (zh)
WO (1) WO2018159117A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115241298A (zh) * 2022-02-25 2022-10-25 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2022222833A1 (en) * 2021-02-22 2023-08-24 Newsouth Innovations Pty Limited Metallization for silicon solar cells

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142691A (zh) * 2005-03-16 2008-03-12 Imecvzw公司 具有厚氧化硅和氮化硅钝化层的光电池及其制造方法
US20120103385A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Jongkyoung Hong Solar cell panel and method for manufacturing the same
CN102971861A (zh) * 2010-07-08 2013-03-13 迪睿合电子材料有限公司 太阳能电池模块、太阳能电池模块的制造方法
WO2014112053A1 (ja) * 2013-01-16 2014-07-24 三菱電機株式会社 太陽電池セルおよびその製造方法
JP2016189439A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 京セラ株式会社 太陽電池素子およびその製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5951786A (en) * 1997-12-19 1999-09-14 Sandia Corporation Laminated photovoltaic modules using back-contact solar cells
DE102004013833B4 (de) * 2003-03-17 2010-12-02 Kyocera Corp. Verfahren zur Herstellung eines Solarzellenmoduls
JP4059842B2 (ja) 2003-12-05 2008-03-12 シャープ株式会社 太陽電池セルおよび太陽電池モジュール
WO2007043428A1 (ja) * 2005-10-14 2007-04-19 Sharp Kabushiki Kaisha 太陽電池、インターコネクタ付き太陽電池、太陽電池ストリングおよび太陽電池モジュール
ES2745079T3 (es) * 2005-10-14 2020-02-27 Sharp Kk Interconector, serie de baterías solares que usan dicho interconector
US8049099B2 (en) * 2006-03-01 2011-11-01 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell and solar cell module including the same
EP2105970A4 (en) * 2006-12-26 2015-08-05 Kyocera Corp SOLAR CELL MODULE
JP2008282926A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Sanyo Electric Co Ltd 太陽電池モジュール
CN103545402B (zh) * 2007-05-09 2018-09-25 日立化成株式会社 导电体连接用部件、连接结构和太阳能电池组件
US20090050190A1 (en) * 2007-08-24 2009-02-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Solar cell and solar cell module
JP5306112B2 (ja) * 2009-02-17 2013-10-02 三洋電機株式会社 太陽電池及び太陽電池モジュール
JP5515367B2 (ja) * 2009-03-31 2014-06-11 三洋電機株式会社 太陽電池セル、太陽電池モジュールおよび太陽電池システム
CN102576750B (zh) * 2009-08-19 2015-01-07 三洋电机株式会社 太阳能电池、太阳能电池模块和太阳能电池系统
JP5318815B2 (ja) 2010-04-19 2013-10-16 デクセリアルズ株式会社 太陽電池モジュール、太陽電池モジュールの製造方法
US9680037B2 (en) * 2012-12-20 2017-06-13 Kaneka Corporation Solar cell and method of manufacturing same, and solar cell module
WO2015098872A1 (ja) * 2013-12-26 2015-07-02 株式会社カネカ 太陽電池のｉ‐ｖ測定方法、太陽電池のｉ‐ｖ測定装置、太陽電池の製造方法、太陽電池モジュールの製造方法、および太陽電池モジュール
JP6495713B2 (ja) 2015-03-30 2019-04-03 京セラ株式会社 太陽電池素子およびその製造方法
JP2016167641A (ja) * 2016-06-20 2016-09-15 デクセリアルズ株式会社 太陽電池モジュール及び太陽電池モジュールの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101142691A (zh) * 2005-03-16 2008-03-12 Imecvzw公司 具有厚氧化硅和氮化硅钝化层的光电池及其制造方法
CN102971861A (zh) * 2010-07-08 2013-03-13 迪睿合电子材料有限公司 太阳能电池模块、太阳能电池模块的制造方法
US20120103385A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Jongkyoung Hong Solar cell panel and method for manufacturing the same
WO2014112053A1 (ja) * 2013-01-16 2014-07-24 三菱電機株式会社 太陽電池セルおよびその製造方法
JP2016189439A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 京セラ株式会社 太陽電池素子およびその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115241298A (zh) * 2022-02-25 2022-10-25 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件
CN115241298B (zh) * 2022-02-25 2023-10-31 浙江晶科能源有限公司 太阳能电池及其制备方法、光伏组件

Also Published As

Publication number Publication date
JP6995828B2 (ja) 2022-01-17
WO2018159117A1 (ja) 2018-09-07
JPWO2018159117A1 (ja) 2019-12-26
CN110313074B (zh) 2022-07-26
US11063160B2 (en) 2021-07-13
US20190393369A1 (en) 2019-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102018652B1 (ko) 태양 전지
CN111615752B (zh) 太阳能电池模块
US20090050190A1 (en) Solar cell and solar cell module
US20120006483A1 (en) Methods for Interconnecting Solar Cells
JP5879513B2 (ja) 太陽電池モジュール
JP2008205137A (ja) 太陽電池及び太陽電池モジュール
CN104810416A (zh) 太阳能电池及其制造方法
JP2015070260A (ja) 太陽電池
EP2141747B2 (en) Solar cell module
CN108475706A (zh) 太阳能电池模块
JP5052154B2 (ja) 太陽電池モジュールの製造方法
JP2017034260A (ja) 太陽電池パネル用リボン及びその製造方法、並びに太陽電池パネル
US20190044001A1 (en) Solar cell wiring member and solar cell module
CN110313074A (zh) 太阳能电池模块
JP2011054660A (ja) 太陽電池ストリング及びそれを用いた太陽電池モジュール
CN110190145A (zh) 背接触叠片太阳电池串及制造方法、叠片太阳电池组件
CN104025311A (zh) 太阳能电池模块及其制造方法
JP2006278695A (ja) 太陽電池モジュール
WO2018142544A1 (ja) 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
JP2006041309A (ja) 太陽電池素子の接続構造及びこれを含む太陽電池モジュール
WO2014050193A1 (ja) 光電変換モジュール
CN209675313U (zh) 背接触太阳电池组件
WO2020031574A1 (ja) 太陽電池モジュール
JP2011003721A (ja) 太陽電池セルおよびその製造方法
CN216648326U (zh) 太阳能电池片串及太阳能电池模块

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