CN111615752A - 太阳能电池模块 - Google Patents

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Abstract

太阳能电池模块(M)包括多个太阳能电池单元(11A、11B)。太阳能电池单元(11A、11B)包含n型半导体基板(111)或p型半导体基板(111)。在半导体基板(111)的一侧主面设置有与n型半导体层和p型半导体层中的一者相连的第一电极(121)及与另一者相连的第二电极(122)。就一对太阳能电池单元而言,一个太阳能电池单元的一端部(11a)的一侧主面与另一个太阳能电池单元的另一端部(11b)的另一侧主面重叠。一个太阳能电池单元的第一电极(121)和另一个太阳能电池单元的第二电极(122)通过导电性连接部件(50)连接。半导体基板的导电型与电连接于第二电极(122)的半导体层的导电型相同。

Description

太阳能电池模块
技术领域
本发明涉及一种太阳能电池模块。
背景技术
单一的太阳能电池单元由于面积小而不能获得高输出。因此,通常利用将多个太阳能电池单元电连接起来而连成的太阳能电池模块来谋求高输出化。例如,在专利文献1中公开了一种太阳能电池模块,其包括多个在与受光面相反的一侧即背面设置有n型电极和p型电极这两者的背面电极型太阳能电池单元,并将上述多个太阳能电池单元的一端部和另一端部重叠而搭迭连接起来。
专利文献1:日本公开专利公报特开2015-534288号公报
发明内容
本发明涉及一种太阳能电池模块,其包括电连接着连起来的多个太阳能电池单元,所述多个太阳能电池单元分别包含n型半导体基板或p型半导体基板、n型半导体层以及p型半导体层,并且在所述半导体基板的一侧主面和另一侧主面中的所述一侧主面,设置有与所述n型半导体层电连接的n型电极和与所述p型半导体层电连接的p型电极中的一者即第一电极、以及与所述n型半导体层电连接的n型电极和与所述p型半导体层电连接的p型电极中的另一者即第二电极,并具有以平行延伸的方式布置的一端部和另一端部,就所述多个太阳能电池单元中彼此相邻的任意一对太阳能电池单元而言,所述一对太阳能电池单元中的一个太阳能电池单元的所述一端部的所述一侧主面与另一个太阳能电池单元的所述另一端部的所述另一侧主面重叠,并且所述一个太阳能电池单元的所述第一电极与所述另一个太阳能电池单元的所述第二电极通过导电性连接部件电连接,所述半导体基板的导电型与电连接于所述第二电极的半导体层的导电型相同。
附图说明
图1A是实施方式所涉及的太阳能电池模块的一部分的剖视图;
图1B是实施方式所涉及的太阳能电池模块的主要部分的放大剖视图;
图2A是导电性连接部件与太阳能电池单元背面的第一电极的连接构造的主视图;
图2B是导电性连接部件与太阳能电池单元背面的第一电极的连接构造的变形例的主视图;
图3A是导电性连接部件与太阳能电池单元背面的第二电极的连接构造的主视图;
图3B是导电性连接部件与太阳能电池单元背面的第二电极的连接构造的变形例的主视图;
图4是实施方式所涉及的太阳能电池模块的变形例的主要部分的放大剖视图;
图5是大尺寸太阳能电池单元的背面的主视图;
图6是太阳能电池单元的背面的主视图;
图7A是实施方式所涉及的太阳能电池模块的其他变形例的主要部分的放大剖视图;
图7B是实施方式所涉及的太阳能电池模块的其他变形例的俯视图;
图8是实施方式所涉及的太阳能电池模块的又一变形例的俯视图;
图9A是由沿长度方向延伸的截面呈三角形的突条在宽度方向上相连而形成的反射部的剖视图;
图9B是由沿长度方向延伸的截面呈半圆形的突条构成的反射部的剖视图。
具体实施方式
下面,对实施方式进行详细的说明。
图1A和图1B示出实施方式所涉及的太阳能电池模块M。
实施方式所涉及的太阳能电池模块M包括:太阳能电池串10、封装材料层20、层叠在该封装材料层20的受光面侧的受光面侧保护部件30、以及层叠在封装材料层20的背面侧的背面侧保护部件40。其中,将该太阳能电池串10埋入所述封装材料层20的厚度方向上的中间部。
太阳能电池串10是将多个太阳能电池单元11采用机械连接方式电连接起来而连成的。换言之,如果多个太阳能电池单元11在外观上形成像线一样的一连串状并被电连接起来,就将其称为太阳能电池串10。
多个太阳能电池单元11分别包含作为单元主体的n型半导体基板111或p型半导体基板111、n型半导体层(未图示)以及p型半导体层(未图示)。能够例举出的n型半导体基板111例如有:在硅原子中掺杂了磷之类的用于引入电子的n型掺杂物的单晶硅基板等。能够例举出的p型半导体基板111例如有:在硅原子中掺杂了硼之类的用于引入空穴的p型掺杂物的单晶硅基板等。需要说明的是,以下将太阳能电池单元11和半导体基板111的一侧主面和另一侧主面这两个主面中的一侧主面称为背面,将其相反一侧的另一侧主面称为受光面。
能够例举出的n型半导体层例如有:层叠在半导体基板111上的掺杂了n型掺杂物的硅类薄膜层等。能够例举出的p型半导体层例如有:层叠在半导体基板111上的掺杂了p型掺杂物的硅类薄膜层等。
多个太阳能电池单元11分别在背面设置有与n型半导体层电连接的n型电极和与p型半导体层电连接的p型电极中的一者即第一电极121、以及与n型半导体层电连接的n型电极和与p型半导体层电连接的p型电极中的另一者即第二电极122。这样的太阳能电池单元11被称为“背面接触型”。第一电极121和第二电极122收集空穴或电子这样的载流子。
第一电极121和第二电极122优选为金属电极。不过,并不局限于此。也可以在第一电极121和第二电极122与它们的下层即半导体层之间布置金属氧化物等透明导电层。作为金属电极的第一电极121和第二电极122是通过印刷或镀覆等公知的方法形成的。具体而言,例如Ag电极是通过丝网印刷Ag糊料而形成的,镀铜电极是通过电镀而形成的。
从吸收大量光并提高太阳能电池单元的转换效率的观点出发,优选的是,多个太阳能电池单元11分别在受光面形成有凹凸构造。凹凸构造优选是由四棱锥形状(金字塔形状)的集合体构成的。金字塔形状的凹凸构造例如能够通过对半导体基板111的表面实施各向异性刻蚀处理而形成。凹凸构造的凹凸高度差例如在0.5μm以上且10μm以下,优选在1μm以上且5μm以下。需要说明的是,也可以在太阳能电池单元11的背面形成凹凸构造。
多个太阳能电池单元11分别具有以平行延伸的方式布置的一端部11a和另一端部11b。就多个太阳能电池单元11中彼此相邻的任意一对太阳能电池单元11而言,这一对太阳能电池单元11中的一个太阳能电池单元11A的一端部11a的背面与另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的受光面重叠,并且它们以机械连接的方式电连接起来。这样一来,由于以像在屋顶上铺瓦的方式布置并连接太阳能电池单元11,因此这种连接被称为搭迭连接。需要说明的是,一个太阳能电池单元11A的一端部11a与另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的重叠部分的宽度例如在0.5mm以上且3.0mm以下。
一个太阳能电池单元11A的第一电极121与另一个太阳能电池单元11B的第二电极122是通过导电性连接部件50电连接起来的。导电性连接部件50例如是将10μm以上且100μm以下的带状金属箔形成为截面呈“U”字形、换言之形成为弯曲形状而制成的。从实现低成本化的观点出发,形成该金属箔的金属材料优选铜或以铜为主要成分的铜合金、或者铝或以铝为主要成分的铝合金。形成导电性连接部件50的金属箔可以用焊锡、锡、镍或银进行镀覆,也可以用导电性糊料或导电性粘接剂进行覆盖。
导电性连接部件50布置为:让弯曲形状的内侧覆盖已层叠起来的太阳能电池单元11A、11B这两者中的位于下侧(例如太阳能电池模块M的背面侧)的另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b。也就是说,导电性连接部件50从层叠起来的太阳能电池单元11A、11B这两者中的一者即另一个太阳能电池单元11B的背面一直横跨到受光面。导电性连接部件50的一端即弯曲形状的内侧的一部分通过连接材料与另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的背面的第二电极122电连接。也就是说,就横跨另一个太阳能电池单元11B的两个主面的导电性连接部件50而言,其与该另一个太阳能电池单元11B的背面(即,另一个太阳能电池单元11的两个主面中的背离层叠起来的太阳能电池单元11A、11B这两者中的一个太阳能电池单元11A的一侧的主面)相向的部分通过连接材料与第二电极122连接起来。
在导电性连接部件50中,相对于与另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b背面的第二电极122连接的连接部位即一端而言,其另一端如下所述。即,导电性连接部件50的另一端即弯曲形状的外侧的一部分,通过连接材料与层叠起来的太阳能电池单元11A、11B这两者中的布置在上侧(例如太阳能电池模块M的受光面侧)的一个太阳能电池单元11A的一端部11a背面的第一电极121电连接。换言之,就横跨另一个太阳能电池单元11B的两个主面的导电性连接部件50而言,其与层叠起来的太阳能电池单元11A、11B这两者中的一个太阳能电池单元11A的背面相向的部分通过连接材料与该一个太阳能电池单元11A的第一电极121连接起来。
需要说明的是,能够例举出的连接材料例如有:焊锡、含有焊料粒子的焊锡膏、含有金属粒子的导电性糊料等。但是,连接材料并不局限于此,只要能够让导电性连接部件50与电极(第一电极121/第二电极122)连接起来而实现导通,则也可以是绝缘性的连接材料(例如粘接剂)。
在实施方式所涉及的太阳能电池模块M中,太阳能电池单元11的单元主体即半导体基板111的导电型与电连接于第二电极122的半导体层的导电型相同。也就是说,当太阳能电池单元11的半导体基板111为n型半导体基板时,布置在背面侧的另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b背面的第二电极122为n型电极,布置在受光面侧的一个太阳能电池单元11A的一端部11a背面的第一电极121为p型电极。当太阳能电池单元11的半导体基板111为p型半导体基板时,布置在背面侧的另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b背面的第二电极122为p型电极,布置在受光面侧的一个太阳能电池单元11A的一端部11a背面的第一电极121为n型电极。
根据实施方式所涉及的太阳能电池模块M,在布置于受光面侧的一个太阳能电池单元11A的背面的第一电极121、与布置于背面侧的另一个太阳能电池单元11B的背面的第二电极122之间设置有导电性连接部件50,即使有时该导电性连接部件50与另一个太阳能电池单元11B的半导体基板111相接触,由于半导体基板111的导电型与电连接于第二电极122的半导体层的导电型相同,因此也不会产生泄漏通路而导致分流电阻降低,其结果是能够得到高发电效率。从获得这样的高发电效率的观点出发,优选半导体基板111的导电型与电连接于第二电极122的半导体层的导电型为n型。根据实施方式所涉及的太阳能电池模块M,通过搭迭连接,也能够获得从受光面侧看不到电极的连接构造的高外观设计性。
如图2A所示,导电性连接部件50也可以与一个太阳能电池单元11A背面的第一电极121的沿着一个太阳能电池单元11A的一端部11a而设的线状部分电连接,或者如图2B所示,与沿着一端部11a而设的点状部分电连接。如图3A所示,导电性连接部件50还可以与另一个太阳能电池单元11B背面的第二电极122的沿着另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b而设的线状部分电连接,或者如图3B所示,与沿着另一端部11b而设的点状部分电连接。
如图4所示,也可以在导电性连接部件50与另一太阳能电池单元11B之间设置绝缘性缓冲部件60。绝缘性缓冲部件60被设置成:覆盖包含另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的边缘的受光面的一部分以及侧端面的一部分。如果像这样在导电性连接部件50与另一个太阳能电池单元11B之间设置有绝缘性缓冲部件60,则即使在将太阳能电池串10封入封装材料层20内时的压力作用于导电性连接部件50,绝缘性缓冲部件60也会起到缓冲物的作用,从而抑制导电性连接部件50与另一个太阳能电池单元11B接触而致使该太阳能电池单元11B产生裂纹。而且,由于在另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的边缘作用有较大的力,因此通过将绝缘性缓冲部件60设置为:覆盖另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b的受光面的边缘,由此能够得到特别高的抑制裂纹的效果。
从抑制由于将太阳能电池串10封入封装材料层20内时的压力的作用而导致绝缘性缓冲部件60从与另一个太阳能电池单元11B的另一端部11b重叠的一个太阳能电池单元11A的一端部11a探出引起受光量减少的观点出发,绝缘性缓冲部件60优选为透明部件。能够例举出的绝缘性缓冲部件60的材料例如有:聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、丙烯酸树脂、聚氟乙烯树脂、烯烃类树脂等。
太阳能电池单元11也可以由通过分割图5所示的大尺寸太阳能电池单元11X而得到的分割片构成。图6示出该太阳能电池单元11的一个示例。
大尺寸太阳能电池单元11X形成为一边的长度例如大约在20mm以上且200mm以下,且在四个角设置有缺口部13的半方形类型的正方形。太阳能电池单元11是通过将该大尺寸太阳能电池单元11X沿图5中央的分割线C1-C2分割为两部分而得到的。因此,太阳能电池单元11形成为长边14的长度例如大约在20mm以上且200mm以下,短边15的长度为其长边的一半,例如大约在10mm以上且100mm以下的长方形,而且在另一条长边14的两端的角上设有缺口部13。在将上述大尺寸太阳能电池单元11X分割后得到的太阳能电池单元11用于形成太阳能电池模块M的情况下,在有限的安装面积中,该分割后所得到的太阳能电池单元11比大尺寸太阳能电池单元11X安装得更多。也就是说,太阳能电池模块M中的太阳能电池的安装量(发电面积)变大。因此,与安装了大尺寸太阳能电池单元11X的太阳能电池模块M相比,安装了分割后所得到的太阳能电池单元11的太阳能电池模块M能够提高发电量。
大尺寸太阳能电池单元11X将作为其背面的大尺寸半导体基板111X的表面划分为用于制作各太阳能电池单元11的两个成为半导体基板111的区域,分别在这两个成为半导体基板111的区域中利用半导体层叠方法设置n型区域和p型区域中的一者即第一导电型区域以及n型区域和p型区域中的另一者即第二导电型区域。然后,根据公知的方法,分别在第一导电型区域上设置第一电极121,在第二导电型区域上设置第二电极122。为了形成第一导电型区域和第二导电型区域,采用在大尺寸半导体基板111X上设置掺杂区域的技术、在大尺寸半导体基板111X上形成非晶硅薄膜等半导体薄膜的技术。需要说明的是,在大尺寸半导体基板111X上设置n型或p型导电型半导体薄膜的情况下,通过在大尺寸半导体基板111X与导电型半导体薄膜之间设置本征非晶硅薄膜等本征半导体薄膜,就能够得到大尺寸半导体基板111X的表面钝化的效果。
优选的是,第一电极121和第二电极122分别呈梳子形状,并且以梳齿彼此啮合的方式图案化排列。具体而言,第一电极121形成为具有多个第一电极指部分121a和一个第一电极母线部分121b的梳子形状。多个第一电极指部分121a分别与太阳能电池单元11的短边15平行地延伸,并且沿着太阳能电池单元11的长边14的延伸方向彼此之间留出间隔地布置。第一电极母线部分121b是以将多个第一电极指部分121a的设置有太阳能电池单元11的缺口部13的长边14侧的端部连结起来的方式,沿着其长边14即一端部11a延伸着设置而成的。第二电极122也形成为具有多个第二电极指部分122a和一个第二电极母线部分122b的梳子形状。多个第二电极指部分122a分别与太阳能电池单元11的短边15平行地延伸,并且沿着太阳能电池单元11的长边14的延伸方向彼此之间留出间隔地布置。第二电极母线部分122b是以将多个第二电极指部分122a的未设置有太阳能电池单元11的缺口部13的长边14侧的端部连结起来的方式,沿着其长边14即另一端部11b延伸着布置而成的。
第一电极121和第二电极122布置为:第一电极指部分121a和第二电极指部分122a在太阳能电池单元11的长边14的延伸方向上交替地啮合。在该情况下,第一电极指部分121a和第二电极指部分122a的长度大约为第一电极母线部分121b和第二电极母线部分122b的长度的一半,因此降低了由第一电极指部分121a和第二电极指部分122a的线电阻引起的载流子收集损耗。导电性连接部件50优选与沿着太阳能电池单元11的一端部11a延伸的第一电极121的线状第一电极母线部分121b电连接,导电性连接部件50优选与沿着太阳能电池单元11的另一端部11b延伸的第二电极122的线状第二电极母线部分122b电连接。
优选的是,大尺寸太阳能电池单元11X被设计成通过分割而能够得到两个相同的太阳能电池单元11。因此,优选的是,在大尺寸半导体基板111X上进行图案化而形成有第一导电型区域和第二导电型区域,并且第一导电型区域和第二导电型区域以基板中心为轴成180°旋转对称。这样一来,如果能够由大尺寸太阳能电池单元11X得到相同的太阳能电池单元11,则通过将太阳能电池单元11的分割端作为线索,而使得分割后的太阳能电池单元11的处理变得容易,例如在形成太阳能电池串10时的作业性变得良好。特别是,如果将如图5所示的形成为半方形类型的正方形的大尺寸太阳能电池单元11X分割成两部分而得到如图6所示的太阳能电池单元11,就能够容易地识别出沿着设置有缺口部13的那侧长边14延伸的部分是第一电极母线部分121b,沿着未设置有缺口部13的那侧长边14延伸的部分是第二电极母线部分122b,因此分割后的太阳能电池单元11的处理变得更加容易。
能够例举出的大尺寸太阳能电池单元11X的分割方法例如有激光加工。在该情况下,通过沿着分割线对大尺寸太阳能电池单元11X照射激光而在大尺寸太阳能电池单元11X上形成槽,将该槽作为脆弱部而将大尺寸太阳能电池单元11X折断,由此就将大尺寸太阳能电池单元11X分割成两部分。可以在受光面侧和背面侧中的任一侧形成该槽。
如图7A和图7B所示,在一个太阳能电池单元11A上,也可以与大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘相对应地在一端部11a的受光面上沿着长边14设置反射部16。
在制作大尺寸太阳能电池单元11X时,半导体薄膜的膜厚在大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘变得不均匀的可能性较高。此外,在制作大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘时的处理等中,在其表面产生擦伤或损伤的可能性也较高。因此,就由大尺寸太阳能电池单元11X得到的太阳能电池单元11而言,和与大尺寸太阳能电池单元11X的中央部分相对应的部分相比,与大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘相对应的部分因载流子复合等引起的发电损耗较大,而存在发电效率相对较低的倾向。
不过,如果在与大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘相对应的受光面侧部分设置有反射部16,则照射到反射部16的区域的光被反射部16反射,而不会直接入射到太阳能电池单元11。被反射部16反射的光通过其他部件等再次反射,从未设置有反射部16的区域入射到太阳能电池单元11,从而有助于发电。供该光入射的部分不一定必须是通过反射部16让光产生了反射的太阳能电池单元11,也可以是太阳能电池串10所包含的其他太阳能电池单元11。由此,可降低由于光入射到与大尺寸太阳能电池单元11X的外周缘相对应的发电效率低的部分而引起的发电损耗,使由反射部16反射出的光入射到发电效率高的区域(单元的面内中央部的正常区域),从而能够得到高发电输出。
反射部16只要设置在一个太阳能电池单元11A的一端部11a的受光面侧的至少一部分即可,例如,如图8所示,既可以沿着太阳能电池单元11的长边14和短边15这两边设置,又可以仅沿着太阳能电池单元11的短边15设置。
反射部16的材料只要是能够反射光的材料就没有特别限定,但从获得高反射率的观点出发,优选铜、铝、银、金、锡或它们的合金这样的金属。反射部16只要是其受光面侧具有光反射性即可,反射部16也可以是由在树脂材料的表面设置有金属等反射层的反射部件形成的。反射部16既可以通过印刷金属层等来加以设置,又可以通过接合反射部件来加以设置。
反射部16使光沿倾斜方向反射,从增大让该反射光朝其他部分入射的入射量的观点出发,也可以在受光面侧的表面设置有凹凸。从相同的观点出发,反射部16也可以具有相对于太阳能电池单元11的受光面倾斜的面,例如,如图9A所示,反射部16也可以形成为截面呈三角形的突条在宽度方向上相连并沿长度方向(短边15的延伸方向)延伸。通过将反射部16的截面呈三角形的突条的倾斜面的倾斜角度设定在规定的范围内,而使得由反射部16反射出的光朝受光面侧保护部件30入射的入射角变大,并且受光面侧保护部件30与空气之间的界面处的反射率随之变高,由反射部16反射出的光被受光面侧保护部件30反射而入射到太阳能电池单元11,其光量增大,发电效率提高。反射部16的受光面侧的表面也可以形成为曲面,例如,如图9B所示,也可以由截面呈半圆形的突条形成。
优选的是,封装材料层20的材料的透光性高,并且对紫外光的耐性高。还优选的是,封装材料层20的材料与太阳能电池串10所包含的太阳能电池单元11、受光面侧保护部件30以及背面侧保护部件40的粘接性高。能够例举出的上述封装材料层20的材料例如有:乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯/三烯丙基异氰脲酸酯(EVAT)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、硅酮树脂等透光性树脂。封装材料层20既可以由单一材料形成,又可以是位于太阳能电池串10的受光面侧的部分和位于太阳能电池串10的背面侧的部分由不同的材料形成。需要说明的是,封装材料层20的材料中也可以含有有机过氧化物、硅烷偶联剂、紫外线吸收剂、波长转换添加剂、交联助剂、耐热稳定剂、耐光稳定剂等添加剂。
优选的是,受光面侧保护部件30的材料的透光性高,并且对紫外光的耐性高。能够例举出的上述受光面侧保护部件30的材料例如有:玻璃、以及丙烯酸树脂或者聚碳酸酯树脂等透明树脂等。也可以在受光面侧保护部件30的受光面侧的表面上设置凹凸。受光面侧保护部件30的受光面侧的表面也可以被防反射涂层覆盖。如果设置这样的防反射涂层,则能够抑制光的反射而将更多的光引入太阳能电池单元11。
优选的是,背面侧保护部件40的材料的防水性高,以限制水等的渗入。能够例举出的上述背面侧保护部件40的材料例如有:聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)等烯烃类树脂、含氟树脂、含硅酮树脂等。背面侧保护部件40也可以具有光反射性。优选的是,具有光反射性的背面侧保护部件40呈现金属色或白色等,例如,也可以由白色树脂膜或者树脂膜之间夹持铝等金属箔而成的层叠体等形成。背面侧保护部件40也可以具有光吸收性。优选的是,具有光吸收性的背面侧保护部件40由黑色树脂层等外观为黑色的材料形成。如果背面侧保护部件40使用黑色的材料,则外观颜色就接近于包含多个太阳能电池单元11的太阳能电池串10,因此会成为整个面被统一成黑色的具有较高外观设计性的太阳能电池模块M。需要说明的是,背面侧保护部件40也可以具有透光性。
在通过使用导电性连接部件50将多个太阳能电池单元11连接起来而制作出太阳能电池串10之后,将形成受光面侧保护部件30的片材、形成封装材料层20的受光面侧部分的片材、太阳能电池串10、形成封装材料层20的背面侧部分的片材、以及背面侧保护部件40依次层叠而形成层叠体,使用进行真空排气的层合机等以规定的温度和压力对该层叠体进行加热和加压,由此来制造实施方式所涉及的太阳能电池模块M。
实施例
(太阳能电池模块)
制作了下述实施例1~3以及比较例的太阳能电池模块。
〈实施例1〉
首先,准备了多个将n型单晶硅基板作为半导体基板、将第一电极设为p型电极、将第二电极设为n型电极的与图6所示相同的太阳能电池单元,并用这些太阳能电池单元制作出多个太阳能电池串(参照图1A和图1B)。就各太阳能电池串而言,在彼此相邻的任意一对太阳能电池单元中,将其中一个太阳能电池单元的一端部设置为与另一个太阳能电池单元的另一端部的受光面侧重叠1.5mm,并且将一个太阳能电池单元的一端部的背面的第一电极母线部分和另一个太阳能电池单元的另一端部的背面的第二电极母线部分分别与由厚度为50μm的带状铜箔构成的导电性连接部件钎焊而实现了电连接。
接着,依次层叠形成受光面侧保护部件的片材以及形成封装材料层的受光面侧部分的片材,在这些片材之上将制作出的多个太阳能电池串以宽度方向上的间隔为3mm的方式布置。此时,相邻串的端部之间电连接,使得多个太阳能电池串以蜿蜒曲折的形状相连,从而将所有太阳能电池单元串联起来。接着,在多个太阳能电池串上依次层叠形成封装材料层的背面侧部分的片材以及背面侧保护部件,从而得到层叠体。
之后,使用进行真空排气的层合机,在大气压下对层叠体进行5分钟的加热压接,然后,在150℃下保持60分钟,使封装材料层交联,由此制作了与图1A和图1B所示相同的实施例1的太阳能电池模块。
形成受光面侧保护部件的片材使用了白板玻璃(white plate glass);形成封装材料层的受光面侧部分以及背面侧部分的片材使用了EVA片;形成背面侧保护部件的片材使用了PET片材和黑色树脂层的层叠片。
〈实施例2〉
除了在导电性连接部件与另一个太阳能电池单元之间设置绝缘性缓冲部件以外,其他按照与实施例1相同的方法制作了与图4所示相同的实施例2的太阳能电池模块。在此,绝缘性缓冲部件使用了EVA片。
〈实施例3〉
除了在一个太阳能电池单元的一端部的受光面侧设置沿着长边延伸的反射部以外,其他按照与实施例2相同的方法制作出与图7A和图7B所示相同的实施例3的太阳能电池模块。在此,反射部使用了用银覆盖了形成有凹凸构造的铜箔的表面且宽度为2mm的光扩散片布线。
〈比较例〉
除了使用将第一电极设为n型电极以及将第二电极设为p型电极的太阳能电池单元以外,其他按照与实施例1相同的方法制作出比较例的太阳能电池模块。
(试验评价方法)
测量实施例1~3以及比较例各自的太阳能电池模块的转换特性,求出短路电流(Isc)、开路电压(Voc)、填充因子(FF)以及最大输出(Pmax)。然后,计算出将比较例的特性值设为100.0的相对值。
(试验评价结果)
将试验评价结果示于表1。
[表1]
Figure BDA0002593927470000131
根据表1,如果将实施例1和比较例加以比较,则可知实施例1的填充因子(FF)较高。可以认为是:在比较例中,由于将受光面侧的太阳能电池单元背面的n型电极与背面侧的太阳能电池单元背面的p型电极电连接起来的导电性连接部件,与背面侧的太阳能电池单元的n型单晶硅基板相接触而产生漏泄通路导致分流电阻降低,由此引起了性能降低。相对于此,可以认为是:在实施例1中,即使将受光面侧的太阳能电池单元背面的p型电极与背面侧的太阳能电池单元背面的n型电极电连接起来的导电性连接部件与背面侧的太阳能电池单元的n型单晶硅基板相接触,也由于导电型均为n型,因此不会产生泄漏通路而将分流电阻保持得较高。
如果将实施例1和实施例2加以比较,则可知实施例2的填充因子(FF)较高。可以认为是:在实施例1中,由于在导电性连接部件与背面侧的另一个太阳能电池单元之间未设置有绝缘性缓冲部件,因此包含由于将太阳能电池串封入封装材料层内时的压力的作用与导电性连接部件接触而产生了裂纹的太阳能电池单元,由此会导致输出降低。相对于此,在实施例2中,通过在导电性连接部件与背面侧的另一个太阳能电池单元之间设置绝缘性缓冲部件,从而即使在将太阳能电池串封入封装材料层内时的压力产生作用,绝缘性缓冲部件也会起到缓冲垫的作用。这样一来,可以认为:能够抑制因导电性连接部件与太阳能电池单元接触而产生裂纹,从而避免了输出降低。
如果将实施例2和实施例3加以比较,则可知实施例3的最大输出(Pmax)较高。这可以认为是:在实施例3中,由于在与发电效率相对较低的大尺寸太阳能电池单元的外周缘相对应的、太阳能电池单元的一端部的受光面侧设置有反射部,因此入射到发电效率相对较高的区域的光量变多,从而能够获得比实施例2高的输出。
-符号说明-
M 太阳能电池模块
10 太阳能电池串
11、11A、11B 太阳能电池单元
11a 一端部
11b 另一端部
11X 大尺寸太阳能电池单元
111 半导体基板
111X 大尺寸半导体基板
121 第一电极
121a 第一电极指部分
121b 第一电极母线部分
122 第二电极
122a 第二电极指部分
122b 第二电极母线部分
13 缺口部
14 长边
15 短边
16 反射部
20 封装材料层
30 受光面侧保护部件
40 背面侧保护部件
50 导电性连接部件
60 绝缘性缓冲部件。

Claims (10)

1.一种太阳能电池模块,其包括电连接着连起来的多个太阳能电池单元,其特征在于:
所述多个太阳能电池单元分别包含n型半导体基板或p型半导体基板、n型半导体层以及p型半导体层,并且在所述半导体基板的一侧主面和另一侧主面中的所述一侧主面,设置有与所述n型半导体层电连接的n型电极和与所述p型半导体层电连接的p型电极中的一者即第一电极、以及与所述n型半导体层电连接的n型电极和与所述p型半导体层电连接的p型电极中的另一者即第二电极,并具有以平行延伸的方式布置的一端部和另一端部,
就所述多个太阳能电池单元中彼此相邻的任意一对太阳能电池单元而言,所述一对太阳能电池单元中的一个太阳能电池单元的所述一端部的所述一侧主面与另一个太阳能电池单元的所述另一端部的所述另一侧主面重叠,并且所述一个太阳能电池单元的所述第一电极与所述另一个太阳能电池单元的所述第二电极通过导电性连接部件电连接,
所述半导体基板的导电型与电连接于所述第二电极的半导体层的导电型相同。
2.根据权利要求1所述的太阳能电池模块,其特征在于:
在所述导电性连接部件与所述另一个太阳能电池单元之间设置有绝缘性缓冲部件。
3.根据权利要求2所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述绝缘性缓冲部件设置为:覆盖所述另一个太阳能电池单元的所述另一侧主面的边缘。
4.根据权利要求2或3所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述绝缘性缓冲部件是透明的。
5.根据权利要求1到4中任一项权利要求所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述导电性连接部件与所述第一电极的沿着所述一个太阳能电池单元的所述一端部而设的线状部分、或者沿着所述一端部而设的点状部分电连接,并且与所述第二电极的沿着所述另一个太阳能电池单元的所述另一端部而设的线状部分、或者沿着所述一端部而设的点状部分电连接。
6.根据权利要求1到5中任一项权利要求所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述半导体基板的导电型以及与所述第二电极电连接的半导体层的导电型为n型。
7.根据权利要求1到6中任一项权利要求所述的太阳能电池模块,其特征在于:
在所述一个太阳能电池单元的所述一端部的所述另一侧主面的至少一部分设置有反射部。
8.根据权利要求7所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述反射部沿着所述一个太阳能电池单元的所述一端部的所述另一侧主面的边而设。
9.根据权利要求7或8所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述反射部在所述另一侧主面侧的表面设置有凹凸。
10.根据权利要求7到9中任一项权利要求所述的太阳能电池模块,其特征在于:
所述反射部具有相对于所述一个太阳能电池单元的所述另一侧主面倾斜的面。
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